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2018.4.20,2018.10.08 M.I
2018.11.15 : add 22,23,24
2018.12.15 : update 26
2020.4.3 : update
2021.3.19 : rename lmarm mrarm to lmarm rmarm
2022.6.1 : :devname :serial keys for :com-init
2024.1.8 : :robotset
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*** lispでの使い方
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近藤科学のKXRセットを組立マニュアルに従って自分の好きな
ロボットを組み立て，HeartToHeartで動かす方法を試した後，
Lispで動かす際に使えるコマンドの例を順に説明してゆく．
Windows上にVmware Workstation Playerを入れて，Ubuntu環境をVmwareの
中に入れて使うのが便利．
RCB4用のUSBケーブルをWindowsとUbuntuの両方に切り替えるのは
VmwareのUbuntu画面の左上隅のPlayerメニューから取り外し可能デバイスの
メニューの中のKondo Kagaku Dual USB ADAPTER HSのチェックを操作する
ことで可能．
まだeuslispをインストールしていない場合,本ドキュメントの
"3. euslispのインストール"を参照してaptでroseusを入れるか(ROS環境が必要),
jsk_roseusなどをソースからインストールする.
また、ホームディレクトリに.eusrcが存在しない場合、
"echo >> ~/.eusrc"
などで空の.eusrcを作る
mkdir ~/prog
cd prog
git clone http://gitlab.jsk.imi.i.u-tokyo.ac.jp/rcb4eus/rcb4eus
cd prog/rcb4eus
make libs
make
irteusgl rcb4robots.l
(make-kxr-robot "kxrl2w2l5a4h2")
;; *ri* と *robot*が生成される．
;; prog/rcb4eus/projects/Hello_kxrl2w2l5a4h2/*.h4p
;; にあるとして読み込んで*ri*のスロット変数に蓄えられる．
*robot* ;; 緑を背景にして表示されるロボット．
(send *ri* :robot) ;; 紫を背景にして表示されているロボット
実機をシリアルケーブルでPCに接続してあることを確認．
(send *ri* :com-init)
;; rcb4ボード用付属DUAL USB ADAPTER HSのシリアルモード側(LEDは緑)
(send *ri* :timer-on) ;; *ri*のロボットが実機の状態を表示
;; 加速度センサがついているとそれに合わせて絵も傾く．
(send *ri* :servo-sorted-ids) ;; このロボットが使うサーボのIDのリスト
(send *ri* :servo-state 3) ;; サーボID 3の状態(20バイト領域の設定)を返す．
(send *ri* :servo-mixing 3) ;; サーボID 3のミキシング関連設定のみを返す．
(send *ri* :servo-vector) ;; lisp上で保持されている角度
;; サーボベクタは36個の要素をもつサーボの値を使われてなくても返す．
(send *ri* :read-servo-vector) ;;実機のサーボベクタを実機から読む．
(send *ri* :send-servo-vector sv cnt) ;;サーボベクタを実機へ送る．
(send *ri* :read-ref-servo-error) ;; 実機へ指定されている目標角度サーボベクタを実機から読む
(send *ri* :read-servo-error) ;; 実機の目標角度と現在角度との差のベクタを実機から読む
;;;
(send *ri* :angle-vector) ;; lisp上で保持されているアングルベクタを返す．
(send *ri* :angle-vector av cnt) ;; アングルベクタavでフレーム数 cntで動かす．
(send *ri* :read-angle-vector) ;; 実機のサーボベクタを読んで，アングルベクタを返す．
;;;
(send *ri* :read-analog) ;; AD変換のベクトル（１１要素）を返す．
;; 最初からバッテリ，ジャイロ２軸，加速度３軸の６要素が有効．
(wait-key (send *ri* :read-analog))
;; AD変換ベクトルを表示し続ける．キー入力を入れると終わる．
;;; 関節のサーボON/OFF
(send *ri* :free :larm) ;; 左腕のサーボOFF．手で左腕を動かすとviewer
;; の絵が動く．
(send *ri* :hold :larm) ;; 左腕のサーボON
(send *ri* :free) ;; 全身のサーボOFF
(send *ri* :free-all) ;; 全身のサーボOFF
(send *ri* :hold) ;; 全身のサーボON
(send *ri* :hold-all) ;; 全身のサーボON
(send *ri* :timer-off) ;; 表示を止める．通信コマンドを送る時には止めておく．
;;; モーションプログラムの表示・実行
(send *ri* :draw-project-file)
;; projectファイルのモーションテーブルを順に表示する．キー入力で
;; 止まる．
(send *ri* :draw-project-file 10) ;; モーションテーブル 10番の動作を表示
(send *ri* :call-motion 10)
;; 実機のROMのモーションテーブルの10番を実行する．
;;; モーションプログラムのアセンブル・逆アセンブル
(setq m0 (send *ri* :project-file :mcodes 0))
;; プロジェクトファイルのモーションテーブルの0番目のプログラム
;; を返す．
(setq b (send m0 :bcodes)) ;; ROMのモーション数値列をリストで返す．
(setq a (send m0 :acodes)) ;; ROMのモーション数値列を逆アセンブルする．
(equal a (rcb4-disassemble b 0)) -> t
;; 0番のモーションコードであるbを逆アセンブルする．
(equal b (rcb4-assemble a 0)) -> t
;; 0番のモーションコードとしてaをアセンブルする．
;;
;;; ROMのモーションテーブルの読み込み
(send *ri* :read-rom-table)
;; ROMの中のモーションテーブル(120モーション)を読み出す．
;; rcb4ボード，kondoh7のボードの両方に対応．
(send *ri* :write-project-to-rom-table)
;; プロジェクトファイルのモーションテーブルをROMへ書き込む
;; KondoH7ボードの場合には，これでROMに書き込む．
;; RCB4ボードではHeartToHeartで書き込んだものが入っている．
(send *ri* :reset-rom-table)
;; ROMの120個のモーションテーブルに:returnコマンドだけを書き込む．
(send *ri* :rom-table) ;; ROMのモーションテーブル配列を返す．
;;; ROMのモーションプログラムのアセンブル・逆アセンブル
(setq m10 (send *ri* :rom-table 10))
;; ROMのモーションテーブルの10番のモーションコードを返す．
(setq b (send m10 :bcodes)) ;; ROMのモーション数値列をリストで返す．
(setq a (send m10 :acodes)) ;; ROMのモーション数値列を逆アセンブルする．
(equal a (rcb4-disassemble b 10)) -> t
;; 10番のモーションコードであるbを逆アセンブルする．
(equal b (rcb4-assemble a 10)) -> t
;; 10番のモーションコードとしてaをアセンブルする．
(send *ri* :write-motion-lst b 10)
;; 10番用のモーションコードリストをROMの10番へ書き込む
(send *ri* :write-convert-motion 10 100)
;; 10番目のモーションコードを100番目へ書き込む．
(send *ri* :write-motion-code mc i)
;; モーションコードmcを ROMのモーションテーブルのi番へ整形して書
;; き込む
(send *ri* :write-project-to-rom-table)
;; プロジェクトファイルのモーションテーブルをROMへ書き込む
;;;
(send *ri* :read-jump-vectors)
;; リモコンボタンの組み合わせと対応する動作のリストを返す．
;; ３１個まで登録可能となっている．
(send *ri* :write-jump-vectors)
;; プロジェクトファイルの中に書かれているリモコンのマップを書き
;; 込む
(test-gripper3)
;; グリッパーの開閉を繰り返す．
;;;
(send *ri* :check-project-file)
;; 新しいロボットのプロジェクトファイルの内容が*ri*のロボットと
;; 合致しているかをチェックする．servo-sorted-idsが使っているサー
;; ボのindexになっているが，:servo命令などの引数でそれ以外の
;; サーボIDを指定している命令がある場合にメッセージを表示する．
;; :jump/:call命令の飛び先番地が，命令の境界になっているかどうか．
;; 一つの命令バイト列の途中を指している場合にはメッセージを出す．
(send *ri* :reform-project-file)
;; チェックでメッセージがでていた場合に，その部分を修正する．
;; :servo命令ではservo-sorted-ids（すべてのサーボID)の命令に変更
;; し, :stretch, :speedは，実際には搭載していないIDだけを除く．
(send *ri* :save-project-file)
;; prog/rcb4eusに，(send *ri* :robot :name)のファイル名.h4pの
;; プロジェクトファイルを生成する．
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以下， 補足説明
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*** 1. Windowsでの操作実行
*** 2. Ubuntuでの環境設定
*** 3. euslispの環境設定
*** 4. euslispの立ち上げ
*** 5. ロボットモデルの生成
*** 6. ロボット生成時のプロジェクトファイルの指定方法
*** 7. euscollada-robot モデルの生成
*** 8. ロボットへの通信ポートを初期化する．
*** 9. ロボット実機状態の読み込み，自動表示
*** 10. 実ロボットを操作デバイスとして使う例
*** 11. 動作テーブルの動作の実行
*** 12. 動作プログラムのエミュレート
*** 13. プロジェクトファイル内の動作プログラムの確認
*** 14. アセンブリプログラムの例
*** 15. angle-vectorの列から動作プログラムを生成する
*** 16. ROMの動作表の読み出し
*** 17. 動作のROMモーションテーブルへの書込み
*** 18. Jump vector表とRemocon の機構
*** 19. Jump表への書込み
*** 20. USBシリアルを使えるようにするために
*** 21. ftdi.lについて
*** 22. swigについて
*** 23. リモコンのエミュレータ kxrviewer.l 2018.11.15
*** 24. irtviewerの中への文字・画像表示
*** 25. irtviewerの中の表示モデルの面のマウス選択の方法
*** 26. assemble, disassemble, conversion, deconversion
*** 27. メモリマップ
*** 28. RCB-4 プログラムのエミュレーションEmulation
*** 29. euslispプログラムのコンパイル
*** 30. ROS を用いて通信を行う方法
*** 31. C言語でのエミュレーション
*** 32. rcb4interface.l の実装メモ
*** 33. euslispによるロボットの姿勢・動作生成方法
*** 34. emulaterに送る動作プログラムの例
*** 35. rcb4lisp rcb4へのコンパイラ
*** 36. kxrmodels.l モデルの作り方
*** 37. nn.l ニューラルネットモデル生成，計算
*** 38. BVHアニメーション kxranimate.l
*** 39. odedyna.l, kxrdyna.l 動力学シミュレーション環境
*** 42. /dev/tty*** としてのopen/read/write方法 2022.5.22
*** 43. meshの削減方法
*** 48. rcb4robotconfig.lのロボットモデル記述 2023.7.12
*** 49. kxr-robotset クラスとモジュールロボットを統合 2024.1.8
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近藤科学のKHR3, KXRは背中にRCB4/RCB4-miniという制御ボードが入って
おり，HeartToHeart4というWindows上アプリでロボットの通信，関節構成，
動作プログラムを作って，RCB4ボード上のROMに焼き込むことで，リモコン
で書き込まれている動作を呼び出すことができるようになっている．
ボードにはA/Dポートがあり，KHR3では，ジャイロ2軸，加速度２軸，
KXRでは，ジャイロ2軸，加速度３軸を動作プログラム中で取得することが
できる．
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*** 1. Windowsでの操作実行
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WindowsでのUSBシリアルに対応するドライバーは，
近藤科学のダウンロードサイト
http://kondo-robot.com/archives/faq_category/software_sapmple
の2015.06.30 KO Driver 2015をダウンロードしてインストールする．
HeartToHeart4のプログラムは，同じページの
2014.05.01 HeartToHeart4 Ver.2.3.0.0
をインストールする．Ubuntuで使う前にこのHeartToHeart4で
ロボットを動かすプログラムを作ってみておくとRCB4がどのように
利用される商品となっているかがわかってゆく．
HeartToHeart4での動作プログラムは，サーボの通信速度，ロボットが持って
いるサーボのid番号と関節の対応の登録，動作プログラムをGUIで登録できる
ようになっている．動作プログラムでは，ロボットの登録されたサーボの角度,
条件判断，A/Dデータの計算，繰返し制御などを表すコマンドブロックをGUIで
線をつないで作り，それを全体で１２０個までROM内の表に登録するようになっ
ている．各動作プログラムは，サブルーチンとして別の動作プログラムから呼
び出すことができる．ROMの動作テーブルに書き込む際に，各動作コマンドブ
ロックの意味が近藤科学が定めている動作コマンド命令列にコンパイルされる．
動作コマンド命令は，近藤科学のホームページ，サポート情報，RCB開発資料
のページ
http://kondo-robot.com/archives/faq_category/rcb-dep
から調べてゆく．
RCB-4リファレンスセット RCB4RefSetV220R20140507.zip
の中の
RCB-4コマンドリファレンス20130805.pdf
に示されている．命令には，
MOV，AND,OR,XOR,NOT,SHIFT,四則(+,-,x,div,mod),JUMP,CALL
RETURN,ICS,単独サーボ動作，複数サーボ動作，複数サーボの個別動作，
サーボのストレッチ変更，サーボのスピード変更，バージョン確認，通信確認
がある．
KHR3はヒューマノイド型になっているが，
KXRのロボットは，2脚2腕だけでなく，4脚，6脚，アーム型，車輪型など
を自由に作ってゆくことができる製品となっているところに特色がある．
KXR製品アドバンストセットAでは，18個のサーボが入っており，
2脚ロボットは，脚が5軸，腕が3軸，グリッパ2個で首が動かない
人型ロボットか，グリッパの代わりに，首を2軸動かすものを作ることが
できる．6脚ロボットでは，各足が3軸で18個を使い，
4脚首長ロボットは4軸の脚が4脚，首と口で2個のサーボを使っている
4脚カメロボットは，2軸脚が４つと首，4脚車輪型は，車輪を脚の先に
付けたロボットを創ることができる．
製品は，これらのパーツが組み立てられた状態ではなく，各サーボにidを
付けて，ロボットを順に作ってゆく作業が必要なキット製品となっている．
ネジ，電動ドライバを用いて，
http://kondo-robot.com/archives/faq_category/products-manual
などの作成マニュアルに沿って組み立てて
各ロボットは数時間から1日ほどの作業がかかる．
組みたったロボットをまず動かすには，WindowsでHeartToHeart4を
使ってニュートラル姿勢，サンプルプログラムのROMへの書き込みなど
を行ってゆく必要がある．
足を6軸とし，腕を4軸にしたヒューマノイドでの動作例が
http://kondo-robot.com/archives/14245
に公開されている．
KXRの各部品の寸法図，データが
http://kondo-robot.com/archives/faq_category/dimension
に公開されている．
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*** 2. Ubuntuでの環境設定
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ソフトウェアで自由にその身体をモデル化し，制御するプログラムを
その身体モデルに合わせて管理してゆく環境がほしくなる．
ubuntuで，euslispを使ってそれを行ってゆく環境を作り，
prog/rcb4eusを
https://gitlab.jsk.imi.i.u-tokyo.ac.jp/rcb4eus/rcb4eus
で利用できるようになっている．
ftdiのライブラリを使えるように
;;sudo apt-get install libftdi-dev
;;USBシリアルを認識させるために
;;sudo bash -c 'echo SUBSYSTEMS==\"usb\", ATTRS{idVendor}==\"165c\", ATTRS{idProduct}==\"0008\", MODE=\"0666\" > /etc/udev/rules.d/99-my-khr.rules'
USB-serialケーブルにはスイッチがついていて
serialに設定してつなぐ．
このスイッチのICS側は，個々のサーボのidを焼き込む時に使う．
cd ~/prog
git clone https://gitlab.jsk.imi.i.u-tokyo.ac.jp/rcb4eus/rcb4eus
;;svn up bvh
;;svn up models
;;cd $EUSDIR
;;ln -s ~/prog/bvh .
;;mv models models.org
;;ln -s ~/prog/models .
cd ~/prog/rcb4eus
まず，
make libs
とし，必要なライブラリをインストールする．
libftdi-dev
libopenblas-dev
gifsicle
などをapt-get installしている．
cd ~/prog/rcb4eus/MATPROD
make
する
次に，
;;euslispをインストールした後
~/prog/rcb4eus
において
make
するとlispのプログラムがコンパイルされる．
コンパイルは，compile-all.lのcompile-all関数で行っている．
コンパイルされるファイルは，
"utils.l" ;; 共通に使うもの
"tiny-xml.l" ;; xml パーザ
"odedyna.l" ;; 動力学ライブラリODEをbindする環境
"eus2wrl.l" ;; kxr-robotモデルをcollada-robotを生成する
"nn.l" ;; ニューラルネットライブラリ
"cblaslib.l" ;; 行列計算ライブラリopenblasをbindする環境
"mnist.l" ;; ニューラルネットMNISTのサンプル
"kxrdyna.l" ;; kxr-dyna "robot"による行動シミュレータ
"kxranimate.l" ;; bvhアニメーション,GIFアニメーション生成
"kxrbody.l" ;; kxrパーツ立体定義
"kxrbodyset.l" ;; kxrパーツからbodyset集合定義
"kxrlinks.l" ;; kxr用bodysetからbodyset-linkを作る
"kxrmodels.l" ;; kxr-robot全身モデルを生成する
"kxrviewer.l" ;; kxr用xwindow GUI，トップレベル
"rcb4robots.l" ;; 実機とモデル用ファイルをロードするトップレベル
"rcb4interface.l" ;; 実機とのシリアルI/Oを行う
"rcb4asm.l" ;; RCB4用命令セットのアセンブラ
"rcb4file.l" ;; RCB4用HeartToHeart用ファイルの入出力
"rcb4lisp.l" ;; RCB4用lispコンパイラ
"rcb4machine.l" ;; RCB4用命令セットのエミュレーション
"rcb4sample.l" ;; RCB4用命令で実機を動かすサンプルプログラム
となっている(2020.4.5現在)
euslispのコンパイルは，compile-fileで行われる．
ソースファイルとオブジェクトファイルの日付を比べて
ソースが変更されていた場合にコンパイルするものとして
(comp::compile-file-if-src-newer "file-name" "objdir")
で行われている．
euslispのコンパイラは，euslispのプログラムをC言語の
プログラムに変換する．生成される.c, .hファイルは
ソースファイルの.lと同じディレクトリに作られるが
compile-allの関数は"work"サブディレクトリにそれらを
移動している．
ただし，同じディレクトリにxx.lと同じxx.c,xx.hファイルは
書き換えられてしまうため，euslispの.lファイルと同じ名前の
.c,.hファイルを同じディレクトリに置いてはいけない．
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*** 3. euslispのインストール
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Ubuntu14.04では，
sudo apt-get install ros-indigo-roseus
Ubuntu16.04では，
sudo apt-get install ros-kinetic-roseus
Ubuntu18.04では，
sudo apt-get install ros-melodic-roseus
でroseusを使えるようになる．
roseusは，オリジナルのeuslispに，JSKのロボットモデル，
ロボットプログラミング環境であるirteus環境を載せた
irteusglに，rosの通信機能を追加したものとなっている．
rosを搭載していない
irteusglは，ソースから自分でbuildすることは，以下のようにすれば
可能である．
cd prog
git clone https://github.com/euslisp/jskeus.git
cd jskeus
make
最後に表示される
export EUSDIR=~/prog/jskeus/eus
export ARCHDIR=Linux64
export LD_LIBRARY_PATH=$EUSDIR/$ARCHDIR/bin:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH=$EUSDIR/$ARCHDIR/bin:$EUSDIR/$ARCHDIR/lib:$PATH
を.bashrcなどに書き込むことでここに自分でインストールしたirteusglを
利用できるようになる．
ubuntu14.04では，https://github.com/euslisp/jskeus
のドキュメントにどのライブラリが必要かの説明がなされているが，
ubuntu16.04では，
libjpeg-dev
libgl11-mesa-dev
libglu1-mesa-dev
libpq-dev
libpng12-dev
xfonts-100dpi
xfonts-75dpi
をapt-get installしておけばirteusglをbuild可能となる．
X11のフォント登録を行うので，一度logoutかrebootを
しなおすとxwindowのサンプルプログラムを走らせる
ことができるようになる．
Xwindowを使うロボットのアニメーションサンプルの実行は，
irteusgl
(load "irteus/demo/demo.l")
configuring by "/home/inaba/prog/jskeus/eus/lib/eusrt.l"
;; readmacro ;; object ;; packsym ;; common ;; constants ;; stream ;;
string ;; loader ;; pprint ;; process ;; hashtab ;; array ;;
mathtran ;; eusdebug ;; eusforeign ;; coordinates ;; tty ;; history
;; toplevel ;; trans ;; comp ;; builtins ;; par ;; intersection ;;
geoclasses ;; geopack ;; geobody ;; primt ;; compose ;; polygon ;;
viewing ;; viewport ;; viewsurface ;; hid ;; shadow ;; bodyrel ;;
dda ;; helpsub ;; eushelp ;; xforeign ;; Xdecl ;; Xgraphics ;;
Xcolor ;; Xeus ;; Xevent ;; Xpanel ;; Xitem ;; Xtext ;; Xmenu ;;
Xscroll ;; Xcanvas ;; Xtop ;; Xapplwin
connected to Xserver DISPLAY=:0
X events are being asynchronously monitored.
;; pixword ;; RGBHLS ;; convolve ;; piximage ;; pbmfile ;;
;; image_correlation ;; oglforeign ;; gldecl ;; glconst ;; glforeign
;; ;; gluconst ;; gluforeign ;; glxconst ;; glxforeign ;; eglforeign
;; ;; eglfunc ;; glutil ;; gltexture ;; glprim ;; gleus ;; glview ;;
;; toiv-undefined ;; fstringdouble irtmath irtutil irtc irtgeoc
;; irtgraph ___time ___pgsql irtgeo euspqp pqp irtscene irtmodel
;; extending gcstack 0x6669420[16374] --> 0x6b18b30[32748] top=3f2a
;; irtdyna irtrobot irtsensor irtbvh irtcollada irtpointcloud irtx
;; eusjpeg euspng png irtimage irtglrgb irtgl irtglc irtviewer
EusLisp 9.25(be5bb75 0d3d979) for Linux64 created on ubuntu(Thu Nov 15 08:42:37 PST 2018)
(full-body-ik) ;; for humanoid
(shake-cocktail) ;; generate shaking cocktail motion using functional target-coords.
(null-space-ik) ;; for humanoid
(dual-arm-ik) ;; for tool usage
(hand-grasp) ;; for hand model
(dual-manip-ik) ;; for dual-armed object manipulation
(crank-motion) ;; for fullbody motion
(walk-motion-for-sample-robot) ;; for walking motion
(walk-motion-single-support-for-sample-robot) ;; for walking motion
(walk-motion-stair-climb-for-sample-robot) ;; for walking motion
(trot-walk-motion-for-sample-robot) ;; for walking motion
(crawl-walk-motion-for-sample-robot) ;; for walking motion
(walk-motion-for-robots) ;; for walking motion for several robot models
(test-preview-control-0) ;; Example for preview controller in walking ZMP input.
(test-preview-control-1) ;; Example for preview controller in linear ZMP transition.
(test-preview-control-2) ;; Example for preview controller to keep balance against for impulsive external force.
(test-preview-control-3) ;; Example for preview controller in long walking ZMP input.
(test-preview-control-dynamics-filter-for-sample-robot) ;; Example for dynamics filter using preview controller
(hanoi-arm) ;; for arm solving hanoi tower
(particle) ;; for particle simulation
(test-sample-1dof-closed-link-robot) ;; Example for 1dof closed-link robot.
(test-sample-2dof-closed-link-robot) ;; Example for 2dof closed-link robot.
(test-interlocking-joint-arm) ;; Example for arm with interlocking joints
(test-sample-legged-robot-with-interlocking-joints) ;; Example for legged robots with interlocking joints
(test-virtual-joint-for-rotation-axis) ;; test for virtual joint
(test-virtual-joint-for-rotation-axis-all) ;; test for virtual joint for several situations
(head-look-at-ik) ;; ik to look target by directing head camera
(hand-look-at-ik) ;; ik to look target by directing hand camera
(look-at-hand-object-ik) ;; ik to look object in hand by head camera
(look-at-ik-all) ;; all ik to look target
というような表示がなされ，ここに表示されている
(hand-grasp)などの
デモプログラムを走らせることでeuslispに用意されている
ロボットモデルでの動作サンプルを調べることができる．
apt-get installで先にroseusを入れて使うのではなく，
roseusをbuildするには，
まず，
http://wiki.ros.org/indigo/Installation/Ubuntu
や
http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu
を参照して，ROSを入れて
mkdir -p catkin_ws/src
cd catkin_ws
wstool init src
sudo apt-get install ros-indigo-mongodb-store
or
sudo apt-get install ros-kinetic-mongodb-store
cd src
git clone https://github.com/jsk-ros-pkg/jsk_roseus.git jsk-ros-pkg/jsk_roseus
git clone https://github.com/jsk-ros-pkg/geneus.git jsk-ros-pkg/geneus
git clone https://github.com/euslisp/Euslisp.git euslisp/Euslisp
git clone https://github.com/euslisp/jskeus.git euslisp/jskeus
cd ..
./src/jsk-ros-pkg/jsk_roseus/setup_upstream.sh -w . -p jsk-ros-pkg/jsk_roseus
catkin build
source devel/setup.bash
roseus # roseusが立ち上がって,
$ irteusglのインタプリタが上がるか確認する．
/optでなく,~/catkin_ws以下のものが呼ばれていることを確認する．
printenv EUSDIR
として
~/catkin_wsの下のeusのあるディレクトリになっていれば
ここでbuildしたroseusを使うことができるようになる．
-----------------------------------------------------------------
*** 4. euslispの立ち上げ
-----------------------------------------------------------------
irteusgl rcb4robots.l
または
roseus rcb4robots.l
によって，
rcb4robots.l ;; Toplevel make-kxr-robot, サンプルプログラム
kxrmodels.l ;; ロボットモデル生成
rcb4robotconfig.l ;; ロボットの骨格とサーボのidとの対応付け
rcb4interface.l ;; rcb4と通信するrcb4-interfaceクラスの実装
rcb4machine.l ;; rcb4を仮想ボディでエミュレートするrcb4-machineクラス
ftdi.l ;; libftdi.so内の構造体・関数を宣言するファイル
rcb4asm.l ;; rcb4の命令のアセンブラ，逆アセンブラ
rcb4file.l ;; rcb4-file, project-file, motion-file クラスの実装
tiny-xml.l ;; xmlファイルを読み込むファイル．創造情報の千葉先生作
などがロードされる．
これらの中のクラスは，
rcb4interface.l:(defclass rcb4-interface :super propertied-object
rcb4file.l:(defclass rcb4-jump-vectors :super vector)
rcb4file.l:(defclass rcb4-motion-table :super vector)
rcb4file.l:(defclass rcb4-file :super object
rcb4file.l:(defclass rcb4-project-file :super rcb4-file
rcb4file.l:(defclass rcb4-servo-config :super object
rcb4file.l:(defclass rcb4-motion-file :super rcb4-file
rcb4file.l:(defclass rcb4-motion-code :super object
rcb4lisp.l:(defclass array-list :super object
rcb4lisp.l:(defclass stack-variables :super object
rcb4lisp.l:(defclass eval-env :super object
rcb4machine.l:(defclass rcb4-motion-table :super vector)
rcb4machine.l:(defclass rcb4-jump-vectors :super vector)
rcb4machine.l:(defclass rcb4-machine
が定義されている．
ロボット身体のモデル生成のためには，
kxrmodels.l ;; kxr-robotクラス，kxr-robot 生成関数
kxrlinks.l ;; kxr-robotを構成するbodyset-linkを作る数十の関数
kxrbodyset.l ;; bodyset-linkを作る際の要素となるbodysetを作る関数
kxrbody.l ;; bodysetを作るための基本形状要素bodyを作る関数
があり，
utils.l:(defclass kxr-body :super gl::glbody
kxrmodels.l:(defclass kxr-robot :super robot-model
kxrviewer.l:(defclass robot-control-panel :super panel
kxrviewer.l:(defclass kxrviewer :super x::irtviewer
kxrviewer.l:(defclass kxr-model-panel :super panel
のクラスが定義されている．
<other files>
eus2wrl.l ;; eus modelか
らwrlを作る．
rosrcb4.l ;; ROS sample
rosishiguro.l ;; ROS sample
kxrviewer.l ;; 近藤科学リモコン模擬GUI，ロボットモデル生成GUI
kxrmotions.l ;;
bvh/bvh-demo.l ;; モーションキャプチャデータ形式bvhを扱い表示するサンプル
nn.l ;; ニューラルネットモデルの生成．MNISTサンプルの実行関数
mnist.l ;; MNISTサンプルをテストする．
rcb4lisp.l ;; lisp形式のrcb4命令へのコンパイラ
makabe.l ;; 真壁トランスフォーマkxrl2makabe用サンプル
~/prog/bvhが
$EUSDIR/bvh
にsymbolic linkされていることを想定している．
同様に, ~/prog/modelsが
$EUSDIR/models
にsymbolic linkされていることを想定している．
-----------------------------------------------------------------
*** 5. ロボットモデルの生成
-----------------------------------------------------------------
(make-kxr-robot "kxrl2l5a3h2")
で，２脚，５軸脚，３軸腕，２軸首のロボットモデル
が*robot*に入り，２つのviewerが
２つのviewerのうち，ロボットの名前がタイトルに
表示されるviewerは，*ri*がもっているrobotの
状態を表示し，他方は*robot*を表示している．
(send *ri* :timer-on)
とした場合に実機の状態が表示されるのは*ri*が
もっているrobotへ実機の状態を反映させるために
ロボットのタイトルが出ているviewerとなる．
他方の*robot*は，通常の(objects xxxx)で
ロボットの姿勢を確認するためのviewerとして
用いる．
kxrviewer.lをロードして環境で
(make-kxr-robot "kxrl2l5a3h2")
とすると，２つのviewerに加えて，
ロボットのモデルを操作するGUIと近藤科学の
リモコンにマップされた動作を選ぶことができるGUI
の両方が生成される．
make-kxr-robotの内部でロボットモデルを作る
関数として
(kxr-make-robot "kxrl2l5a3h2")
(kxr-create-robot "kxrl2l5a3h2")
などがある．
(kxr-create-robot "kxrl2l5a3h2")
は，モデルだけが生成され，
(objects (list (kxr-create-robot "kxrl2l5a3h2")))
とするとviewerにそのロボットのモデルが生成される．
大域変数*robot*も変更はしない．内部ではrcb4-interfaceの
インスタンスも生成し，サーボとジョイント名との対応付けと
モデル構造とが対応しているかの検査を行っている．
(kxr-make-robot "kxrl2l5a3h2")
は，モデルだけを作り，サーボとジョイント名との対応付けと
モデル構造とが対応しているかの検査は行わない．
大域変数*kxrl2l5a3h2*を作りその値にモデルが代入される．
*robot*は変更しない．
(make-kxr-robot ロボット名）
(kxr-create-robot ロボット名）
(kxr-make-robot ロボット名）
で指定できるロボット名は
(kxr-all-robot-names)
で知ることができ，
"khr3" "khr3sl5a3h2" "kxrl4t" "kxrl4th" "kxrl4d" "kxrl2" "kxrl2l5a3"
"kxrl2l5a3g" "kxrl2l5a3h2" "kxrl2w2l5a3h2" "kxrl2l6a3"
"kxrl2l6a4" "kxrl2l6a4h2" "kxrl2w2l6a4h2" "kxrl2l6a5h2"
"kxrl2w2l6a5h2" "kxrl2l6a6" "kxrl2l6a6h2" "kxrl2l6a6h2n"
"kxrl2w2l6a6h2n" "kxrl2l6a7" "kxrl2l6a7h2" "kxrl2l6a7h2n"
"kxrl2l6a7h2w" "kxrl2w2l6a7h2w"
....
などがある．
これらは名前を付けて，各関節のサーボ番号が何番かの記述が
なされているもので，これら以外にも
軸数は同じでも足の取り付け幅や軸の向きの順が
異なる形態など，数は数万を越えるものとなる．
kxrmodels.lの中には，ロボットを生成する関数kxr-robotがある．当初は，
kxr-l2-robot kxr-l4-robot, kxr-l6-robotなどと２脚，４脚，６脚型のロボッ
トごとにサブクラスを設けて，それぞれのlimbの定義をそれぞれの標準的な
arm/leg 用に作ってきていたが，２脚，４脚，６脚でも同じ脚関節構造の脚を
作ることも可能なものであり，サブクラス構造で行うのではなく，kxr-robot
のみとして，腕と脚で本数は自由に設定できるように2020年3月に改造を行っ
た．
脚の本数を指定するのではなく，脚腕を伸ばしてゆく土台をkxr-robot
生成関数に:body :l4dのように指定するようにした．
:bodyには，
:l4d ;; ４脚にpitch軸を出す胴体
:dyp ;; 真壁ロボットの２脚pitch軸，torso用差動台
:dyp-z ;; 真壁ロボットの２脚pitch軸，torso用Yaw軸
:lyp-low ;; ２脚pitch軸が下でtorso用Yaw軸の腰
:lyp-high ;; ２脚pitch軸が上でtorso用Yaw軸の腰
:l2l6 ;; ２脚Yaw軸２腕Pitch軸の胴体
:l2l6w ;; ２脚Yaw軸の間隔が広い２腕Pitch軸の胴体
:l2l6r ;; ２脚Yaw軸サーボが横を向いている２腕Pitch軸の胴体
:l2l6c ;; ２脚Yaw軸とtorso用Yaw軸の腰
:l2l5 ;; ２脚Roll軸接続２腕Pitch軸の胴体
:l4t ;; ４脚Yaw軸の胴体
:l6 ;; ６脚Yaw軸の胴体
４，６脚では，:arm/:legで腕と脚を指定していたが，２脚でも:arm/:leg
を指定してあれば４脚，６脚用のarmやlegを付けることができ，
:armがなければ，:shoulder, :wristなどを指定する腕
:legがなければ，:crotch, :ankleなどを指定する脚を
肩:shoulderについて
肩:shoulderでは、:cross, :y, nilの３種類
肘は:elbow-pで一種類、手首:wristは、:cross,:cross-y,:y-r,:rの４種類
手:gripperは、:wheel, t, nilの３種類
脚について、関節数:l6が :rotate, :wide, tの３種類と:l6を指定しない５軸がある．
(kxr-robot :body :l2l5 :head :e :gripper t)
(脚５軸x2、腕３軸x2、把持１軸x2、首２軸) ;; 20関節
(kxr-robot :body :l2l5 :l6 :wide :head :e :gripper t)
(脚６軸x2、腕３軸x2、把持１軸x2、首２軸) ;; 22関節
(kxr-robot :body :l2l5 :ankle :w :head :e :gripper :wheel) ;; 22関節
(脚５軸x2、足首車輪１軸x2、腕３軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸)
(kxr-robot :body :l2l6r :ankle :w :head :e :gripper :wheel) ;; 24関節
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕３軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸)
(kxr-robot :body :l2l6r :shoulder :cross :ankle :w :head :e :gripper :wheel)
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕４軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸) ;; 26関節
(kxr-robot :body :l2l6r :shoulder :y :ankle :w :head :e :gripper :wheel)
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕４軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸);; 26関節
(kxr-robot :body :l2l6 :shoulder :y :wrist :y :ankle :w :head :e :gripper :wheel)
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕５軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸) ;; 28関節
(kxr-robot :body :l2l6 :shoulder :y :wrist :y-r
:ankle :w :head :e :gripper :wheel) ;; 30関節
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕６軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸)
(kxr-robot :body :l2l6 :shoulder :y :wrist :cross
:ankle :w :head :e :gripper :wheel) ;; 30関節
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕６軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸)
(kxr-robot :body :l2l6 :shoulder :cross :wrist :cross
:ankle :w :head :e :gripper :wheel) ;; 30関節
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕６軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸)
(kxr-robot :body :l2l6 :shoulder :cross
:wrist :cross-y :ankle :w :head :e :gripper :wheel) ;; 32関節
(脚６軸x2、足首車輪１軸x2、腕７軸x2、把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸)
(kxr-l2 :shoulder :cross :wrist :cross-y
:crotch :w :ankle :w :head :e :gripper :wheel)
(脚６軸x2、脚元車輪１軸x2、 足首車輪１軸x2、腕７軸x2、
把持１軸x2、手受動車輪１軸x2、首２軸) ;; 34関節
*kxr-l2s-options* ;; よく使う名前でrcb4robotconfig.lの実機の呼び名と指定引数
*kxr-forearm-options* 7
*kxr-arm-options* 63(7 x 3 x 3(gripper,wheel))
*kxr-head-options* 4
*kxr-armhead-options* 252(4 x 7 x 3 x 3)
*kxr-l2l5all-options* 1008(4 x 252)
*kxr-l2l6all-options* 1008(4 x 252)
*kxr-l2nl6all-options* 1008(4 x 252)
*kxr-l2wl6all-options* 1008(4 x 252)
*kxr-l4all-options* 9
*kxr-l6all-options* 3
*kxr-all-options* 4044 = (+ 1008 1008 1008 1008 9 3)
*kxr-all-names* list of function names
(send *robot* :init-limb :head :head :e)
(send *robot* :init-limb :larm :shoulder :cross :wrist :cross)
とすると，後から変更も可能となっている．
これにより左右非対称な腕、脚のものも生成可能．
rcb4robotconfig.l
の中には、実機ですでに製作したものや，作ってはいないが
オプション指定に何があるのかがわかるようにサンプルが書いてある．
２脚ロボットで最後にnがついているのは，２脚の幅が狭いもので，
wは２脚の幅が広いものになっている例や，
２脚で足首の後ろに車輪がついているものはl2w2となっている．
近藤科学の基本セットの２脚ロボットは，
kxrl2l5a3やkxrl2l5a3h2などで，４脚亀形はkxrl4t，
４脚車輪輪形はkxrl4r，
４脚恐竜型はkxrl4d，６脚型はkxrl6でモデル生成，
実機制御が可能となっている．
kxrl2w2l5a4h2は，足首に能動車輪が付き，グリッパの外に受動車輪を付けた
ロボットとなっており，足首車輪での倒立バランス制御，転倒状態からバラン
ス姿勢への形態遷移，バランス制御起動姿勢の学習などに用いられている．
(make-kxr-robot "kxrl2w2l5a4h2")
(("kxrl2w2l5a4h2" "kxrl2w2l5a4h2rw" "kxrl2kimura2" "kxrl2sato")
(:body :l2l5 :type :l2 :head :e :active-wheel :ankle :wrist :r
:gripper t :passive-wheel :gripper :neck :a :sole t) ;; 24
(2 :rarm-shoulder-p 1) (3 :larm-shoulder-p -1)
(4 :rarm-shoulder-r -1) (5 :larm-shoulder-r 1)
(6 :rarm-elbow-p 1) (7 :larm-elbow-p 1)
(8 :rleg-crotch-r 1) (9 :lleg-crotch-r 1)
(10 :rleg-crotch-p -1) (11 :lleg-crotch-p -1)
(12 :rleg-knee-p 1) (13 :lleg-knee-p 1)
(14 :rleg-ankle-p -1) (15 :lleg-ankle-p -1)
(16 :rleg-ankle-r -1) (17 :lleg-ankle-r -1)
(18 :rarm-gripper-r 1/2) (19 :larm-gripper-r 1/2)
(18 :rarm-gripper2-r 1/2) (19 :larm-gripper2-r 1/2)
(20 :rleg-ankle-w 1) (21 :lleg-ankle-w -1)
(22 :rarm-wrist-r -1) (23 :larm-wrist-r -1)
(30 :head-neck-y -1) (32 :head-neck-p 1)
)
2019年7月より真壁ロボットの実機ができてきたので，kxrl2makabe
という名前でモデル生成が可能となるようにし，KXRパーツでは
無いパーツもすべてではないが主要なリンクを作ってある．
(make-kxr-robot "kxrl2makabe")
(("kxrl2makabe" "kxrl2w2t2l6a7h1") ;; 33
(:body :dyp :type :l2 :active-wheel :knee
:shoulder :y-p-r :wrist :r :passive-wheel :wrist
:wrist-sensor t :gripper-inner t :gripper-sensor :finger1 :sole t
:sole-sensor t :torso :dy-p :neck-axis :p :head :m5s :head-length 20)
(2 :rarm-shoulder-p 1) (3 :larm-shoulder-p -1)
(4 :rarm-shoulder-r -1) (5 :larm-shoulder-r -1)
(6 :rarm-elbow-p 1) (7 :larm-elbow-p -1)
(8 :rleg-crotch-r -1) (9 :lleg-crotch-r -1)
(10 :rleg-crotch-p -3/2) (11 :lleg-crotch-p 3/2)
(12 :rleg-knee-p -1) (13 :lleg-knee-p -1)
(14 :rleg-ankle-p -1) (15 :lleg-ankle-p -1)
(16 :rleg-ankle-r -1) (17 :lleg-ankle-r -1)
(18 :rarm-gripper-r -1/2) (19 :larm-gripper-r -1/2)
(18 :rarm-gripper2-r -1/2) (19 :larm-gripper2-r -1/2)
(20 :rleg-knee-w 1) (21 :lleg-knee-w -1)
(22 :rarm-shoulder-y -1) (23 :larm-shoulder-y -1)
(24 :rleg-crotch-y 1) (25 :lleg-crotch-y 1)
(26 :rarm-elbow-y 1) (27 :larm-elbow-y 1)
(28 :rarm-wrist-r 1) (29 :larm-wrist-r -1)
(30 :rarm-wrist-y 1) (31 :larm-wrist-y 1)
(32 :torso-chest-y -3/4) (33 :torso-chest-y -3/4)
(32 :torso-chest-p 3/2) (33 :torso-chest-p -3/2)
(34 :head-neck-p 1)
;;
(42 ("rarm" "palm" "gripper-")) ;; sensor-board 21
(50 ("larm" "palm" "gripper-")) ;; sensor-board 25
(38 ("rarm" "joint" "wrist")) ;; sensor-board 19
(46 ("larm" "joint" "wrist")) ;; sensor-board 23
(44 ("rleg" "sole")) ;; sensor-board 22
(52 ("lleg" "sole")) ;; sensor-board 26
)
KXRパーツをできるだけ再利用した真壁ロボットとして，
(make-kxr-robot "kxrl2makabel")
というのも作ってあり，両脚の間隔が広くなるが車の形態も可能だが，
肩の前輪のステアリングの可動範囲が限定されてしまっている．
膝車輪の直交軸のパーツは少し削る必要がある．
("kxrl2makabel" ;; 34 makabe low cost structure
(:body :lyp-low :type :l2 :knee-type :lp :active-wheel :knee
:shoulder :uy-p-r :wrist :r :passive-wheel :wrist
:gripper-inner t :torso :ly-p :sole-sensor t
:neck-axis :p :head :m5 :head-length 20 :sole t)
(2 :rarm-shoulder-p 1) (3 :larm-shoulder-p -1)
(4 :rarm-shoulder-r -1) (5 :larm-shoulder-r -1)
(6 :rarm-elbow-p 1) (7 :larm-elbow-p -1)
(8 :rleg-crotch-r -1) (9 :lleg-crotch-r -1)
(10 :rleg-crotch-p -3/2) (11 :lleg-crotch-p 3/2)
(12 :rleg-knee-p -1) (13 :lleg-knee-p -1)
(14 :rleg-ankle-p -1) (15 :lleg-ankle-p -1)
(16 :rleg-ankle-r -1) (17 :lleg-ankle-r -1)
(18 :rarm-gripper-r -1/2) (19 :larm-gripper-r -1/2)
(18 :rarm-gripper2-r -1/2) (19 :larm-gripper2-r -1/2)
(20 :rleg-knee-w 1) (21 :lleg-knee-w -1)
(22 :rarm-shoulder-y -1) (23 :larm-shoulder-y -1)
(24 :rleg-crotch-y 1) (25 :lleg-crotch-y 1)
(26 :rarm-elbow-y 1) (27 :larm-elbow-y 1)
(28 :rarm-wrist-r 1) (29 :larm-wrist-r -1)
(30 :rarm-wrist-y 1) (31 :larm-wrist-y 1)
(32 :torso-chest-y -3/4) (33 :torso-chest-y -3/4)
(32 :torso-chest-p 3/2) (33 :torso-chest-p -3/2)
(34 :head-neck-p 1)
)
(make-kxr-robot "kxrl2t2l6a7h2yprb")
は，torsoにyaw,pitch軸をもち，脚６軸，腕７軸グリッパにセンサボード
を搭載したロボットの例．動作教示，テレオペのための例．
(("kxrl2t2l6a7h2yprb" ) ;; 32 from kxrl2l6a7h2w's arm 2020.1.8
(:body :l2l6c :type :l2 :torso :y-p :shoulder :cross :wrist :y-cross
:gripper t :head :e :neck :b :gripper-sensor :finger1 :sole t)
(2 :rarm-shoulder-p 1 30) (3 :larm-shoulder-p -1 -30)
(4 :rarm-shoulder-r 1) (5 :larm-shoulder-r -1)
(6 :rarm-elbow-p 1 90) (7 :larm-elbow-p 1 90)
(8 :rleg-crotch-r 1) (9 :lleg-crotch-r 1)
(10 :rleg-crotch-p -1) (11 :lleg-crotch-p -1)
(12 :rleg-knee-p 1 -45) (13 :lleg-knee-p 1 -45)
(14 :rleg-ankle-p -1 45) (15 :lleg-ankle-p -1 45)
(16 :rleg-ankle-r -1) (17 :lleg-ankle-r -1)
(18 :rarm-gripper-r 1/2) (19 :larm-gripper-r 1/2)
(18 :rarm-gripper2-r 1/2) (19 :larm-gripper2-r 1/2)