出版書誌データベース

【はじめに】※一部抜粋


本書はUnityとROS を組み合わせて新たな体験を作り出す実践的な入門
書として書かれました。シミュレーター上のロボットではなく実機のロボッ
トを使い、ゲームエンジンであり可視化ツールでありXR を作るための開発環
境であるUnity とロボットを組み合わせた実践的なサンプルを紹介していき
ます。





【本書の構成】※一部抜粋


第1章「Unity とROS 2 について」ではロボットプログラミングにおけるROS 2とUnity の関係性に関する概要を説明します。

第2章「ROS 2 の基本的なデータ通信」ではROS 2 に馴染みのない方向けにROS 2 の基本的な使い方を紹介します。

第3章「UnityとROS 2 の基本的なデータ通信」ではUnityとROS 2 の間でトピック通信やサービス通信などの基本的な通信を行うための方法を紹介します。

第4章から第7章にかけて、より実践的な内容として様々なサンプルプロジェクトの実装を手順を追って説明します。

第4章「MRゲームの作成」ではリアルとバーチャルワールドが融合したゲームコンテンツとしてカーレースゲームを実装します。

第5章「ロボットのナビゲーショ
ンUI を作成する」と第6章「複数台ロボットのナビゲーションUI を作成する」ではROS 2 においてナビゲーション機能を実装するために利用可能なNavigation2 を用いて、1 台あるいは複数台のロボットの自律移動を制御するためのインターフェースをUnity で作成します。

第7章「VR/AR でロボットを操作する」ではUnity に備わっているバーチャルリアリティ機器を扱う機能を活用して、VR 空間からロボットを操作できるようにする方法を解説します。

第8章「Unity とROS 2 を使った研究プロジェクトの紹介」ではUnity とROS 2 の連携によって生まれた実際のプロジェクトについて紹介します。




対象とする読者

本書は主に次のような方を対象にしています。

• Unity の開発経験がありロボットの制御に興味のある方

• ROS の開発経験がありUnity を使った操作インターフェースの作成やデータの可視化に興味がある方

• Unity やROS の開発経験はないがロボットを操作するインターフェースの開発に興味のある方



Unity とROS が連携したシステムを開発するためには両方の知識が必要になりますが、連携部分をサンプルプログラムとして用意したのでそれぞれの入門者でも扱いやすい内容となっています。

はじめに



第1章 Unity とROS 2 について


1.1 ROS 2 の概要


1.2 ロボットプログラミングにおけるUnity


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


2.1 ROS 2 の基本用語

2.2 ROS 2 の通信方式

2.3 開発環境の準備

2.4 はじめてのROS2

2.5 ROS 2 でTurtleBot3 を操作する

2.6 パッケージの作成

2.7 ROS 2 のトピック通信

2.8 ROS 2 のサービス通信

2.9 launch ファイルについて

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

3.1 Unity とROS 2 の通信で使うライブラリ


3.2 開発環境の準備


3.3 Unity とROS 2 を接続する


3.4 Unity とROS 2 のトピック通信


3.5 Unity とROS 2 のサービス通信





第4章 MR ゲームの作成


4.1 サンプルプロジェクトの概要

4.2 Unity プロジェクトの準備

4.3 Unity を使ってロボットを走行させる

4.4 ロボットのシミュレーターを作成する

4.5 コイン取得の機能を作成する

4.6 カメラの画像を受信する

4.7 サーボモーターを操作する

4.8 完成版の動作確認

4.9 本章のまとめ



第5章 ナビゲーションUI を作成する

5.1 サンプルプロジェクトの概要


5.2 Unity プロジェクトの準備


5.3 マップを表示する


5.4 シミュレーターを作成する


5.5 Unity でゴールを設定する


5.6 Unity からROS 2 にゴールを送信する


5.7 中継ノードを作成する


5.8 コストマップを可視化する


5.9 完成版の動作確認


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


6.1 サンプルプロジェクトの概要


6.2 ROS 2 で複数のロボットを扱う方法


6.3 複数台のTurtleBot3 のbringup


6.4 Navigation2 を複数台に対応させる


6.5 Unity で複数台ナビゲーションを実行する


6.6 完成版の動作確認


6.7 本章のまとめ




第7章 VR/AR でロボットを操作する


7.1 サンプルプロジェクトの概要


7.2 Unity プロジェクトの準備


7.3 Meta Quest 2 とPC をQuest Link で接続する


7.4 VR 用のカメラを配置する


7.5 シミュレーターを作成する


7.6 マップを表示する


7.7 VR 空間でゴールを設定する


7.8 初期位置とゴールを送信する


7.9 ロボットのカメラ画像を表示する


7.10 VR バージョンの動作確認


7.11 パススルー機能で周囲環境を確認する


7.12 LiDAR のスキャンデータを可視化する


7.13 AR バージョンの動作確認


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


8.1 Boomshin


8.2 Projectoroid


8.3 AmplifiedTeacup

他著：奥谷 哲郎
2000 年群馬生まれ。2023 年慶應義塾大学環境情報学部卒業。慶應義塾
大学大学院政策・メディア研究科修士課程在学中。学部1 年生のとき
にVR サークルに入ったことがきっかけで、Unity を使ったインタラク
ティブ作品の開発に没頭。ヒューマンコンピュータインタラクション、
知覚心理学の知見を活用したエンターテインメントコンテンツの研究
に従事

他著：田井 普
1999 年大阪生まれ。2024 年慶應義塾大学環境情報学部卒業。慶應義
塾大学大学院政策・メディア研究科修士課程在学中。VR を用いたモー
ションライドの研究に従事。VRChat でおしゃべりすることと手触りが
よいロボットが好き。

他著：髙木 健太
2000 年東京生まれ。2023 年慶應義塾大学環境情報学部卒業。慶應義
塾大学大学院政策・メディア研究科修士課程在学中。ヒューマンコン
ピュータインタラクション、空間型拡張現実感の研究に従事。ボーカロ
イドと車とガルボチョコのダブルベリー＆ヨーグルト味が好き。