UnityとROS 2で実践するロボットプログラミング
ロボットUI/UXの拡張

【目次】

第１章　UnityとROS 2について

1. １.１　ROS 2の概要
2. １.２　ロボットプログラミングにおけるUnity
3. １.３　UnityとROS 2の通信の概要

第２章　ROS 2の基本的なデータ通信

1. ２.１　ROS 2の基本用語
2. ２.２　ROS 2の通信方式
3. ２.３　開発環境の準備
4. ２.４　はじめてのROS 2
5. ２.５　ROS 2でTurtleBot3を操作する
6. ２.６　パッケージの作成
7. ２.７　ROS 2のトピック通信
8. ２.８　ROS 2のサービス通信
9. ２.９　launchファイルについて
10. ２.10　はじめてのロボットナビゲーション

第３章　UnityとROS 2の基本的なデータ通信

1. ３.１　UnityとROS 2の通信で使うライブラリ
2. ３.２　開発環境の準備
3. ３.３　UnityとROS 2を接続する
4. ３.４　UnityとROS 2のトピック通信
5. ３.５　UnityとROS 2のサービス通信

第４章　MRゲームを作成する

1. ４.１　サンプルプロジェクトの概要
2. ４.２　Unityプロジェクトの準備
3. ４.３　Unityを使ってロボットを走行させる
4. ４.４　ロボットのシミュレーターを作成する
5. ４.５　コイン取得の機能を作成する
6. ４.６　カメラの画像を受信する
7. ４.７　サーボモーターを操作する
8. ４.８　完成版の動作確認
9. ４.９　本章のまとめ

第５章　ナビゲーションUIを作成する

1. ５.１　サンプルプロジェクトの概要
2. ５.２　Unityプロジェクトの準備
3. ５.３　マップを表示する
4. ５.４　シミュレーターを作成する
5. ５.５　Unityでゴールを設定する
6. ５.６　UnityからROS 2にゴールを送信する
7. ５.７　中継ノードを作成する
8. ５.８　コストマップを可視化する
9. ５.９　完成版の動作確認
10. ５.10　本章のまとめ

第６章　複数台ロボットのナビゲーションUIを作成する

1. ６.１　サンプルプロジェクトの概要
2. ６.２　ROS 2で複数のロボットを扱う方法
3. ６.３　複数台のTurtleBot3のｂｒｉｎｇｕｐ
4. ６.４　Navigation2を複数台に対応させる
5. ６.５　Unityで複数台ナビゲーションを実行する
6. ６.６　完成版の動作確認
7. ６.７　本章のまとめ

第７章　VR/ARでロボットを操作する

1. ７.１　サンプルプロジェクトの概要
2. ７.２　Unityプロジェクトの準備
3. ７.３　Meta Quest 2とPCをQuest Linkで接続する
4. ７.４　VR用のカメラを配置する
5. ７.５　シミュレーターを作成する
6. ７.６　マップを表示する
7. ７.７　VR空間でゴールを設定する
8. ７.８　初期位置とゴールを送信する
9. ７.９　ロボットのカメラ画像を表示する
10. ７.10　VRバージョンの動作確認
11. ７.11　パススルー機能で周囲環境を確認する
12. ７.12　LiDARのスキャンデータを可視化する
13. ７.13　ARバージョンの動作確認
14. ７.14　本章のまとめ

第８章　UnityとROS 2を使った研究プロジェクトの紹介

1. ８.１　Boomshin
2. ８.２　Projectoroid
3. ８.３　AmplifiedTeacup

【参考文献】

• https://assetstore.unity.com/
• https://github.com/Unity-Technologies/Robotics-Nav2-SLAM-Example
• Unity RoboticsHub で提供されている機能やチュートリアルの一覧はこちらのGitHub リポジトリにて確認できます(https://github.com/Unity-Technologies/Unity-Robotics-Hub)。
• DDS については詳しく知りたい方はこちらのURL を参照してください(https://design.ros2.org/articles/ros_on_dds.html)
• https://rufus.ie/ja/
• https://www.turtlebot.com/
• https://gazebosim.org/home
• 初期化や終了処理のAPI に関する詳細はこちらのURL で確認できます(https://docs.ros2.org/latest/api/rclpy/api.html)。
• Launch ファイルのチュートリアルはこちらのURL を参照してください(https://docs.ros.org/en/humble/Tutorials/Intermediate/Launch/Creating-Launch-Files.html)。
• https://navigation.ros.org/ より引用
• Raspberry Pi Camera V2 (https://www.switch-science.com/products/8940)
• Raspberry Pi 4 のピン配置はこちらのURL で確認できます(https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/os.html#gpio-pinout)
• Quest Link の詳しい動作要件に関してはこちらのURL を参照してください
  (https://www.meta.com/ja-jp/help/quest/articles/headsets-and-accessories/oculus-link/requirements-quest-link/)。
• D435 の要件に関してはこちらのURL を参照してください(https://www.intelrealsense.com/depth-camera-d435/)。
• 奥谷哲郎，田井普，中西泰人; Boomshin: 触覚提示の有無を時間的に変動させるVR ゲーム体験の評価；インタラクション2022 論文集，596-601(2022)．https://www.interaction-ipsj.org/proceedings/2022/data/pdf/4P01.pdf
• Okuya, T., Tai, A., ＆ Nakanishi, Y.; Boomshin: Evaluation of VR Game Experiences with Switching the Presence of Haptic Feedback; International Conference on Artificial Reality and Telexistence and Eurographics Symposium on Virtual Environments, (2022).https://doi.org/10.2312/EGVE.20221311
• 髙木健太，中西泰人; Projectoroid: ロボット用いた移動可能な空間型拡張現実感の提示方法;研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)，2023-HCI-202(31), 1-8(2023).
  http://id.nii.ac.jp/1001/00224902/
• Kenta Takagi, Yasuto Nakanishi; Projectoroid: A Mobile Robot-Based SAR Display Approach;Adjunct Proceedings of the 36th Annual ACM Symposium on User InterfaceSoftware and Technology, 61, 1-3(2023). https://dl.acm.org/doi/10.1145/3586182.3615793
• 田井普，中西泰人; HMD と電動車椅子で構成したVR ライドを用いたティーカップ体験における軌道の調査; 研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)，2022-HCI-200(6), 1-6(2022). http://id.nii.ac.jp/1001/00221943/

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