RokiPluginのビルド

Roki のインストール

RokiPluginを利用するためには、RoKi（ Robot Kinetics library） をインストールしておく必要があります。RoKiは、Linuxのみ対応しています。

最初にCUREをインストールします。

Rokiホームページ からCUREのページに移動し、cure-1.0.0-beta5.tgzをダウンロードし展開します。

READMEというファイルがありますので、基本的にはそれに従ってインストールします。

注釈

デフォルトのインストール先は、 ホーム/usr です。以下は、ここにインストールする場合の説明です。インストール先を変更する場合はconfigファイルを編集し、以下の内容も適宜変更してください。

インストール先のファルダーは予め作成し、その中にbinとlibのファルダーも作成しておいたほうが良いようです。ターミナルを起動し、ホームディレクトリで、次のようにします。

mkdir usr
cd usr
mkdir bin
mkdir lib

環境変数PATHとLD_LIBRARY_PATHにこのディレクトリを追記しておきます。ホームディレクトリにある .profile ファイルをエディタで開きます。ファイルの最後に以下の内容を貼り付け保存します。

export PATH=$PATH:$HOME/usr/bin
export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH

この設定を反映させるため、

source .profile

を実行します。Cureのソースを展開したディレクトリに移動し、以下を実行します。

make
make install

成功していれば、ホーム/usr/binの下にcure-config、ホーム/usr/libの下にlibcure.soというファイルが作られているはずです。

次にZMのページに移動し、ファイルをダウンロードし、展開します。展開したディレクトリに移動して make, make install を行います。

Zeo、Rokiの順に同じようにインストールします。

プラグインのビルド

choreonoidのビルドの際にCMakeの設定で、 BUILD_ROKI_PLUGIN という項目を "ON" にし、ROKI_DIR にRokiのインストール先を指定してください。

シミュレーションの実行

RokiPluginを用いたシミュレーションは 他の物理シミュレータ を利用する方法と同様です。シミュレータアイテム「RokiSimulator」を生成し、ワールドアイテムの子アイテムとして配置することで実行可能となります。

RokiSimulatorアイテムのプロパティ

RokiSimulatorアイテムには以下のプロパティがあります。

RokiPluginプロパティ
プロパティ 内容
staticfriction 静止摩擦
kineticfriction 動摩擦
contactType 物体の接触時のタイプrigid（剛体）かelastic（弾性）を選択
solverType VertかVolumeを選択
compensation 接触パラメータ　contactTypeがrigidでuseContactFileがfalseのとき有効
relaxation 接触パラメータ　ontactTypeがrigidでuseContactFileがfalseのとき有効
elasticity 接触パラメータ　contactTypeがelasticでuseContactFileがfalseのとき有効
viscosity 接触パラメータ　contactTypeがelasticでuseContactFileがfalseのとき有効
useContactFile 接触パラメータの設定をファイルから読み込むか否か
contactFileName 接触パラメータの設定ファイル名　useContactFileがtrueのとき有効

パラメータの詳細については、 Rokiホームページ をご参照ください。

関節ダイナミクスのシミュレーション

Rokiでは、関節ダイナミクスのシミュレーションが可能です。このサンプルプロジェクトは、RokiArm2Dof.cnoidになります。

関節ダイナミクスのパラメータはモデルファイルarm_2dof.bodyに記述されています。このモデルでは、２つの関節に同じパラメータを適用するため、 Linkノード の import を使用しています。エイリアス機能については エイリアスの利用 をご覧ください。関節毎に異なるパラメータを設定する場合は、Linkノードに直接記入します。

actuator1: &actuator1
  rotorInertia: 1.65e-6
  gearRatio: 120.0
  gearInertia: 5.38e-6
  motorAdmittance: 0.42373
  motorConstant: 2.58e-2
  motorMinVoltage: -24.0
  motorMaxVoltage: 24.0
  jointStiffness: 0.0
  jointViscosity: 2.2
  jointFriction: 4.32
  jointStaticFriction: 4.92

links:
   .......
  -
    name: Joint1
     .......
    import: *actuator1
     .......
  -
    name: Joint2
     .......
    import: *actuator1
     .......

関節パラメータは以下の通りです。

パラメータ 内容
motorconstant モータ定数（トルク定数）
admitance 端子間アドミッタンス（端子間抵抗の逆数）
minvoltage 最小入力電圧
maxvoltage 最大入力電圧
inertia モータ回転子慣性モーメント
gearinertia 減速機慣性モーメント
ratio 減速比
stiff 関節剛性係数
viscos 関節粘性係数
coulomb 関節乾性係数（動摩擦トルク）
staticfriction 最大静止摩擦トルク

破壊のシミュレーション

Rokiでは、破断の起こる箇所を関節としてモデルファイルに記述しておくことで、破断のシミュレーションが可能です。このサンプルのプロジェクトは、RokiBreakWall.cnoidになります。

破断するモデルはbreakWall.bodyに記述されています。破断の起こる箇所を関節として定義し、関節のタイプはfreeとします。そして、 break パラメータに破断が起こる力・トルクのノルム閾値を、力、トルクの順に記述します。

links :
  -
   name: BASE
   jointType: fixed
    ................
   elements:
     Shape:
       geometry: { type: Box, size: [ 0.099, 0.049, 0.099 ] }
  -
   name: link1
   parent: BASE
   translation : [ 0, 0, 0.05 ]
   jointType: free
     .............
   break: [ 200.0, 200.0 ]
     .............
   elements:
     Shape:
       geometry: { type: Box, size: [ 0.099, 0.049, 0.099 ] }
 -
   name: link2
   parent: link1
   translation : [ 0, 0, 0.1 ]
   jointType: free
     .............
   break: [ 10.0, 10.0 ]
     .............

破断した後の物体が、お互いにすり抜けてしまわないように、breakWallモデルアイテムの自己干渉検出のプロパティはtrueにする必要があります。しかし、それでは、破断前にも自己干渉がおきてしまいます。これを避けるため、breakWallモデルでは、リンクの幾何形状を、リンク間に僅かな隙間ができるように設定しています。

RokiSimulationaアイテムの全リンク位置姿勢出力のプロパティをtrueにします。