[ROS2] 2D LiDAR Sick TIM 571 package 설치 및 IP setting

2D LiDAR Sick TIM 571 제품의 IP setting 및 ROS2 package를 설치해보자.

최근 연구실에서 새로운 로봇과 관련해 세팅을 해야할 일이 있는데 정리를 해두면 추후 편할 것 같아 포스팅을 진행하려고 한다. Velodyne 3D LiDAR를 세팅할 때도 고생을 좀 했지만, Sick의 경우도 마찬가지로 IP setting을 진행해 줘야 한다.

여기서 중요한건 Sick LiDAR의 경우 IP setting을 Window에서만 진행이 가능하다!!

따라서 나는 듀얼부팅이 되는 노트북을 활용했다. 현재 내가 사용한 운영체제는 다음과 같다.

• Window 11
• Ubuntu 20.04

(Window) Sick LiDAR 관련 소프트웨어 설치

우선 Sick 2D LiDAR를 PC와 ethernet 연결을 해줬다는 가정하에 시작을 하겠다.
(당연히 2D LiDAR에 전원도 연결해준 상태)

먼저, Sick 2D LiDAR의 공식 홈페이지에 들어가서 SOPAS engineering Tool 소프트웨어를 설치해준다.
이 소프트웨어가 아쉽게도 .exe 파일로 되어있기 때문에 필수적으로 Window에서 실행을 해야한다.

혹시, 우분투에서도 가능한 방법이 있다면 댓글로 알려주시면 감사드리겠습니다. 😆

SOPAS engineering Tool을 실행할 경우, 아래의 그림처럼 2D LiDAR가 잡히는 것을 확인할 수 있다.
여기서 Add 버튼을 눌러준다. (Port 번호가 다른 모습을 확인할 수 있는데, 난 확실하게 모두 Add를 진행했다.)

Add를 누르게 될 경우, 아래 그림처럼 화면이 바뀌게 된다.
현재는 IP setting을 올바르게 맞췄기 때문에 online 표시로 뜨지만, 그렇지 않을 경우 offline으로 표시가 뜬다.

위 그림에서 빨간색 부분을 클릭하게 되면 IP setting과 관련된 또 다른 창이 하나 나오게 된다.

위 그림에서 Automatic 부분을 누르게 되면 PC IP setting에 맞춰 2D LiDAR IP setting을 알아서 진행해준다.

💥 하지만 여기서 주의할 점이 한 가지가 있다. 💥

PC의 IP setting을 따라서 2D LiDAR setting을 맞추기 때문에 PC IP setting을 먼저 원하는 IP 주소로 맞춰야 한다.

위 setting 창에서는 IP 주소를 바꿀 수 없다.

윈도우에서 네트워크 및 인터넷에서 “이더넷” 설정과 관련된 부분을 들어가자.

수동으로 IP 주소를 바꿔서 원하는 IP 주소로 변경을 진행하자!!

현재, 필자의 경우는 192.168.1.XXX 로 되어있는 IP 주소가 필요했다
왜냐하면 Ubuntu 20.04에서 192.168.1.XXX 로 IP를 할당했기 때문이다.
만약 원하는 IP 주소가 다를 경우, 이 PC IP setting부터 원하는 IP 주소로 setting을 진행해주면 된다.

원하는 IP 주소로 setting을 진행하고, 2D LiDAR의 IP까지 automatic으로 잡아줬다면, 아래의 그림에서 빨간색 부분을 더블클릭 해보자.
이때는 아래의 그림처럼 초록색으로 online이라는 표시가 떠야 정상이다.

왼쪽 상단의 Monitor라는 폴더에서 Scan view pro를 눌렀을 때, 아래의 그림처럼 2D LiDAR의 data가 잘 출력된다면 성공이다! 👍

(Ubuntu) Sick LiDAR ROS2 package 설치

이제 윈도우를 빠져 나온 후, Ubuntu에서 ROS2 package를 실행하자.

이전에 이야기했지만, 필자의 경우, Ubuntu에서 IP setting을 아래와 같이 192.168.1.XXX로 진행했다.

현재 ROS2 foxy 버전에서 테스트를 진행했다.
ROS2와 관련된 설치는 이미 되어 있다고 가정하고 포스팅을 작성한다.

sick_scan2 패키지를 활용했다.
링크를 들어가보니 현재는 관리가 되지 않는 repository고 조만간 제거가 될 repository라고 한다.
그럴 경우, sick_scan_xd를 통해서 패키지를 받아야 한다.

패키지 빌드를 하는데 체감상 큰 Trubleshooting은 없었던 것으로 기억된다.

이제 이전에 setting을 진행한 IP 주소를 config 폴더에 있는 .yaml 파일에 알맞게 설정하자.
필자의 경우, Sick tim 571 제품을 사용하기 때문에 sick_tim_5xx.yaml 파일을 수정했다.

이전에 윈도우에서 설정했던 IP와 동일하게 주소를 넣어준다. 여기서 Port 번호도 주의해야 하는데, 보통 2111 아니면 2112로 물려있는 경우가 많다.

세팅을 완료하고 두근두근한 마음으로 colocn build를 진행해준다.
source install/setup/bash까지 완료하고 아래와 같은 launch 파일을 실행해준다.

ros2 launch sick_scan2 sick_tim_5xx.launch.py 

만약 정상적으로 연결이 되었다면, 아래의 그림처럼 출력이 된다.

이제 rviz2를 이용해서 scan data를 시각화해보면..! (참고로 fixed frame은 laser이다.)

참으로 짜릿한 순간이 아니한가…
이 data를 못받아서 삽질을 한 날들이 주마등처럼 스쳐 지나갔다.

추후 미래의 나에게 또 여러 사람들의 시간을 절약하는 포스팅이 되었으면 한다.

Troubleshooting

IP setting과 관련해서 Ubuntu에서 몇 가지 시도해본 명령어들을 기록해본다.

LAN선으로 LiDAR를 연결했는데 갑자기 WIFI로 사용하던 인터넷이 잡히지 않을 때

이 때는 route의 우선순위가 바뀌었을 가능성이 상당히 높다.
터미널을 열고 route라는 명령어를 입력해보자.

Metric이 낮으면 낮을수록 우선순위가 높은 것이다. 따라서 Wifi 모듈의 우선순위를 높도록 설정을 진행해주면 해결된다.

sudo apt install ifmetric

sudo ifmetric "Iface name" "우선순위"

필자의 위 그림을 예시로 들면 WIFI 모듈 (wsl0)의 Metric이 600이고, LAN port (enp108s0)의 Metric이 100이므로 현재 LAN port의 우선순위가 높은 상태이다.

따라서,

sudo ifmetric wlo1 10

이렇게 WIFI의 모듈의 우선순위가 높도록 변경해준다.

💥 여기서 갑자기 잘 동작하던 2D LiDAR package가 실행이 안된다면…? 💥

갑자기 route의 우선순위를 바꾸고, 잘 되던 2D LiDAR package가 안되는 현상을 발견할 수 있었다.
원인 분석을 해보니, WIFI의 우선순위가 더 높은 경우, 2D LiDAR package가 연결이 잘 안될 수 있다.
따라서, 잘 되던 Package의 통신 이상이 생길 경우, route의 우선순위를 LAN port가 더 높도록 설정시키자.

ping 확인 및 TCP/IP test

• Ping test

  ping 192.168.1.XXX
  

• TCP/IP test

  nc -z -v -w5 192.168.1.200 2112
  

간단히 정리하면 ping 명령어의 경우 네트워크 호스트의 연결 가능성을 테스트하고, TCP/IP의 경우, 특정 포트의 연결성을 테스트한다.

GPT의 답변을 요약하면 아래와 같다.

1. nc (Netcat) 명령어:
   • nc -z -v -w5 192.168.1.200 2112는 Netcat을 사용하여 특정 호스트와 포트에 연결을 시도합니다.
   • 옵션 설명:
     • -z: 연결만 시도하고 데이터를 전송하거나 수신하지 않습니다. (스캔 모드)
     • -v: 상세한 출력을 제공합니다. (verbose 모드)
     • -w5: 5초 동안 연결 시도 후 타임아웃됩니다.
   • 이 명령어는 192.168.1.200 주소의 2112 포트가 열려 있는지 확인하는 데 사용됩니다.
2. ping 명령어:
   • ping 192.168.1.200는 ICMP (Internet Control Message Protocol)를 사용하여 특정 호스트에 패킷을 전송하고 응답을 기다립니다.
   • 이 명령어는 네트워크 연결의 상태, 지연 시간, 패킷 손실 등을 확인하는 데 사용됩니다.
   • 대상 호스트가 응답하면 “ping”이 성공하며, 응답 시간도 출력됩니다.

차이점:

• nc 명령어는 특정 포트가 열려 있는지 확인하는 데 사용되며, ping 명령어는 호스트의 가용성 및 네트워크 연결 상태를 확인하는 데 사용됩니다.
• nc는 TCP/UDP 연결을 기반으로 하며, ping은 ICMP를 기반으로 합니다.
• nc는 특정 포트에 대한 연결 가능성을 테스트하는 반면, ping은 네트워크 상의 호스트 간의 연결 가능성을 테스트합니다.

두 도구 모두 네트워크 진단 및 테스트에 유용하지만, 사용되는 프로토콜과 목적이 다릅니다.

위 명령어들로 디버깅 할 때 도움을 받으면서 2D LiDAR setting을 완료했다.

Reference

• [Linux] 라우팅 테이블 설정(route, Metric 우선순위)
• IP address configuration
• [Sensor] Sick TiM571 윈도우 ip 및 뷰어 셋팅
• 센서 구동 - SICK LMS511 (2)