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Instalação e execução

Nesta seção, você pode conferir as instruções para instalar e executar cada uma das partes do sistema da solução desenvolvida.

Movimentação do robô via aplicação WEB​

Pré-requisitos​

  • ROS2 instalado no sistema operacional (Linux Ubuntu) da Raspberry do Turtlebot 3 e do computador usado para operá-lo remotamente

  • Pacote ROS do Turtlebot 3 instalado no sistema operacional (Linux Ubuntu) da Raspberry do Turtlebot 3 e do computador usado para operá-lo remotamente

  • Raspberry do Turtlebot 3 e computador usado para operá-lo remotamente conectados na mesma rede wi-fi

  • Git instalado no computador usado para operar o robô remotamente

  • Pacote ROSBridge do Turtlebot 3 instalado no sistema operacional (Linux Ubuntu) da Raspberry do Turtlebot 3 e do computador usado para operá-lo remotamente

  • Node.js atualizado no sistema operacional (Linux Ubuntu) da Raspberry do Turtlebot 3

Comunicação via SSH​

Passo a passo​

  1. No sistema operacional da Raspberry contida no Turtlebot 3 a ser controlado, abra uma janela de terminal e digite os seguintes comandos para encontrar o IP do Turtlebot 3 dado pela rede:
    ip addr

Copie o número registrado em Wlan que vem antes da "/" (exemplo: 10.128.0.30). Esse será o IP que será utilizado para comunicação do robô para a aplicação WEB.

  1. Na mesma janela de terminal, digite os seguintes comandos para instalar o pacote responsável por iniciar um servidor SSH e executá-lo.
    sudo apt install openssh-server
    sudo systemctl enable ssh
    sudo ufw allow ssh
    sudo systemctl start ssh
  1. No sistema operacional do computador que será utilizado para controlar o robô de maneira remota, abra uma janela de terminal e digite o seguinte comando:
    ssh user@server

No comando acima, user é o nome de usuário do sistema operacional da Raspberry do Turtlebot 3 e server é o ip copiado do passo 1. Caso você esteja usando o Turtlebot 3 do grupo 5, o comando a ser digitado nessa etapa será ssh sugarz3ro@IpCopiado .

  1. Digite a senha de usuário que será solicitada pelo terminal.

  2. Com o ssh conectado, digite os seguintes comandos para limitar a comunicação via ROS a um domínio com ID 5 dentro da rede:

    echo 'export ROS_DOMAIN_ID=5' >> ~/.bashrc
    source ~/.bashrc
  1. Com o ssh conectado, clone o repositório do projeto no diretório de sua preferência através dos comandos:
    git clone https://github.com/Inteli-College/2024-1B-T08-EC06-G05.git
  1. Na mesma janela de terminal, altere o IP em dois scripts: rosbridge_movement.jsx e camera.jsx Com os comandos abaixo:
    cd 2024-1B-T08-EC06-G05/src/frontend/src/components/camera
    nvim camera.jsx
    cd ..
    cd rosbridge_movement/
    nvim rosbridge_movement/

Para mudar o IP, após realizar o comando nvim nos dois casos terá uma parte do script como mostrado abaixo. Basta mudar a sequência de números antes do caractere de dois pontos no url para o IP copiado no passo 1.

    ros.current = new ROSLIB.Ros({
      url: 'ws://10.128.0.30:9090'
    });
  1. Na mesma janela do terminal, digite o seguinte comando para iniciar a comunicação entre a Raspberry e o microcontrolador do robô, bem como torná-lo apto a receber comandos de movimentação remotamente:
    ros2 launch turtlebot3_bringup robot.launch.py
  1. Em outra janela de terminal, ainda conectado no ssh, digite o seguinte comando para iniciar o ROSBridge para estabelecer a comunicação entre o robô e a aplicação WEB:
    ros2 launch rosbridge_server rosbridge_websocket_launch.xml
  1. Em outra janela de terminal, ainda conectado no ssh, digite os seguintes comandos partindo da raiz do projeto para transmitir as informações da câmera:
    cd src/workspace/src/SugarZ3ro_pkg/SugarZ3ro_pkg/
    python3 sender.py
  1. Em outra janela de terminal, desconectado do ssh, digite os seguintes comandos a partir da raiz do projeto para ir até a pasta do frontend e iniciar a aplicação WEB, que já contará com a movimentação do robô e o sistema de segurança integrados:
    cd 2024-1B-T08-EC06-G05/src/frontend
    npm run dev
  1. Em outra janela de terminal, desconectado do ssh, digite os seguintes comandos a partir da raiz do projeto para ir até a pasta do backend e iniciar a API da solução:
    cd 2024-1B-T08-EC06-G05/src/backend
    flask --app app run --debug

Movimentação do robô via CLI (Caso de emergência)​

Pré-requisitos​

  • ROS2 instalado no sistema operacional (Linux Ubuntu) da Raspberry do Turtlebot 3 e do computador usado para operá-lo remotamente

  • Pacote ROS do Turtlebot 3 instalado no sistema operacional (Linux Ubuntu) da Raspberry do Turtlebot 3 e do computador usado para operá-lo remotamente

  • Raspberry do Turtlebot 3 e computador usado para operá-lo remotamente conectados na mesma rede wi-fi

  • Git instalado no computador usado para operar o robô remotamente

Comunicação via rede local​

Passo a passo​

  1. No sistema operacional da Raspberry contida no Turtlebot 3 a ser controlado, abra uma janela de terminal e digite os seguintes comandos para limitar a comunicação via ROS a um domínio com ID 5 dentro da rede:

echo 'export ROS_DOMAIN_ID=5' >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

  1. Na mesma janela de terminal, digite o seguinte comando para iniciar a comunicação entre a Raspberry e o microcontrolador do robô, bem como torná-lo apto a receber comandos de movimentação remotamente:

ros2 launch turtlebot3_bringup robot.launch.py

  1. No sistema operacional do computador que será utilizado para controlar o robô de maneira remota, abra uma janela de terminal no diretório de sua preferência e clone o repositório através do seguinte comando:

git clone https://github.com/Inteli-College/2024-1B-T08-EC06-G05.git

  1. Na mesma janela de terminal, digite os seguintes comandos para iniciar o build do workspace:

cd 2024-1B-T08-EC06-G05/src/workspace

colcon build

  1. Na mesma janela de terminal, digite o seguinte comando para habilitar o uso do pacote criado pela equipe SugarZ3ro:

source install/local_setup.bash

  1. Na mesma janela de terminal, digite os seguintes comandos para limitar a comunicação via ROS a um domínio com ID 5 dentro da rede:

echo 'export ROS_DOMAIN_ID=5' >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

  1. Por fim, na mesma janela de terminal, digite o seguinte comando para executar o script responsável por inicializar a CLI para controle de movimentação do robô:

ros2 run SugarZ3ro_pkg start_moving

Comunicação via SSH​

Passo a passo​

  1. Siga o passo 1 do tutorial para comunicação via rede local.

  2. No sistema operacional da Raspberry do Turtlebot 3, abra uma janela de terminal e clone e dê build no repositório do projeto no diretório de sua preferência através dos comandos:

git clone https://github.com/Inteli-College/2024-1B-T08-EC06-G05.git

cd 2024-1B-T08-EC06-G05/src/workspace

colcon build

  1. Na mesma janela de terminal, digite os seguintes comandos para instalar o pacote responsável por iniciar um servidor SSH e executá-lo.

sudo apt install openssh-server

sudo systemctl enable ssh

sudo ufw allow ssh

sudo systemctl start ssh

  1. Na mesma janela de terminal, digite o seguinte comando para iniciar a comunicação entre a Raspberry e o microcontrolador do robô, bem como torná-lo apto a receber comandos de movimentação remotamente:

ros2 launch turtlebot3_bringup robot.launch.py

  1. No sistema operacional do computador que será utilizado para controlar o robô de maneira remota, abra uma janela de terminal e digite o seguinte comando:

ssh user@server

tip

No comando acima, user é o nome de usuário do sistema operacional da Raspberry do Turtlebot 3 e server é o ip desta. Caso você esteja usando o Turtlebot 3 do grupo 5, o comando a ser digitado nessa etapa será ssh sugarz3ro@10.128.0.8 .

  1. Digite a senha de usuário que será solicitada pelo terminal.

  2. Por fim, adentre o diretório no qual você clonou o repositório do projeto (no passo 2) e digite os seguintes comandos para executar a CLI de movimentação do robô:

cd src/workspace

source install/local_setup.bash

ros2 run SugarZ3ro_pkg start_moving

Como instalar o TinyDB​

Para realizar a instalação do TinyDB, é sugerido o uso de um ambiente virtual pelos seguintes comandos:

Verifique se você está na raiz do projeto

  • python3 -m venv venv

Este comando vai criar um ambiente virtual na pasta venv

É necessário ativar o ambiente virtual com o seguinte comando:

  • source venv/bin/activate

Após a ativação do venv, deve-se instalar o TinyDB com o comando pip install tinydb

Como instalar o YOLOv8​

Para realizar a instalação do YOLOv8, é sugerido o uso de um ambiente virtual pelos comandos apresentados na seção de Como instalar o TinyDB.

Após garantir que o ambiente virtual está ativado,, deve-se instalar o Ultralytics com o seguinte comando:

pip install ultralytics

Como treinar o modelo usando YOLOv8​

Para realizar o treinamento do modelo, é necessário que os parametros sejam ajustados de acordo com as necessidades do treinamento no arquivo yolo.py. Após os ajustes, execute o arquivo até que o treinamento seja finalizado, e então as métricas serão apresentadas no terminal.

Como utilizar o modelo treinado usando YOLOv8​

Para testar a eficiencia do modelo treinado usando YOLOv8, pode ser utilizado dois arquivos de codigo: yoloVideo.py(para teste com imagens capturadas por uma webcam em tempo real) e yoloImagem.py(para imagens salvas em uma base de dados)

No arquivo yoloVideo.py, deve ser alterado o modelo que será usando no processo de teste de acordo com o desejado pelo desenvolvedor na seguinte linha: model = YOLO("./home/grupo-05-t08/2024-1B-T08-EC06-G05/src/backend/runs/detect/train4/weights/best.pt")

No arquivo yoloImagem.py, a imagem à ser analisada é definida na seguinte linha:

image_path = "../data-base/imgs/img2.png"

Caso seja necessário analisar outra imagens, o "path" deve ser atualizado e a imagem deve ser adicionada na pasta /data-base/imgs