Sekatan Bilik: Platform untuk Belajar Navigasi ROS Dengan Roomba, Raspberry Pi dan RPLIDAR: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Apakah ini?

"Roomblock" adalah platform robot yang terdiri dari Roomba, Raspberry Pi 2, sensor laser (RPLIDAR) dan bateri mudah alih. Bingkai pemasangan boleh dibuat oleh pencetak 3D. Sistem navigasi ROS memungkinkan untuk membuat peta bilik dan menggunakannya untuk mencapai tujuan secara autonomi.

Siapa yang memerlukan ini?

Sesiapa sahaja yang ingin mempelajari teknologi canggih navigasi robotik, pemetaan, dan pemanduan autonomi. Robot ini dapat dibina dengan mudah dan kos yang lebih rendah daripada platform komersial lain. ROS kini merupakan sistem perisian standard de facto untuk bidang penyelidikan robotik. Filem ini menunjukkan apa yang mungkin dilakukan dengan sistem navigasi ROS.

Langkah 1: Apa yang Anda Perlu

Kabel bersiri USB

Sekiranya anda tidak mempunyai kabel bersiri USB untuk Roomba, anda boleh membuatnya dengan mudah dengan produk ini.

• FTDI: TTL-232R-5V
• Akiduki Denshi: TTL-232R-5V

Perhatikan bahawa bahagian dalam Roomba adalah TTL (5V).

Penyambung

Anda memerlukan penyambung 8-pin mini-DIN untuk antara muka bersiri Roomba. Sebenarnya penyambung Roomba adalah pin mini-DIN 7, namun jauh lebih mudah untuk membeli penyambung 8 pin daripada 7 pin.

• Digikey: penyambung mini-DIN 8pin
• Kyoritsu: penyambung mini-DIN 8pin

Pematerian

Pateri kabel bersiri ke penyambung 8 pin. Periksa sambungan dengan gambar yang dilampirkan, dan dokumen spesifikasi antara muka terbuka Roomba.

Spesifikasi Antaramuka Terbuka Roomba

Harap maklum, selamat menghubungkan Vcc (Merah) dan RTS (Hijau) kerana mengelakkan masalah aliran perkakasan.

Langkah 4: Siapkan Modul Kamera Raspberry Pi (Pilihan)

Sekiranya anda mempunyai modul kamera Raspberry Pi, anda boleh melampirkannya ke Raspberry Pi. Ini adalah pilihan untuk belajar navigasi, namun, sangat menyenangkan untuk mendapatkan pandangan dari pandangan robot.

Bahagian pemasangan kamera juga termasuk dalam data bingkai di Thingiverse. Modul kamera boleh dipasang dengan empat skru M2.

Langkah 5: Siapkan PC Tempatan

Pasang Ubuntu

Pasang desktop Ubuntu 16.04 mengikuti halaman rasmi

Halaman rasmi Ubuntu

Pasang ROS

Rujuk halaman rasmi ROS. Pasang pakej penuh desktop Kinetic.

Arahan pemasangan ROS Kinetic

Pasang pakej Roomblock ROS

Pakej untuk sekatan bilik sudah dilepaskan ke Kinetic. Anda boleh memasangnya dengan perintah apt.

$ sudo apt memasang ros-kinetic-roomblock

Itu sahaja.

Sekiranya anda ingin mengubah dan membina pakej dari kod sumber, anda boleh mendapatkannya dari GitHub.

GitHub - sekatan bilik

Sila ikuti arahan dalam README.md.

Jika Anda memiliki masalah atau pertanyaan mengenai perangkat lunak, silakan buat masalah di GitHub Issues sehingga kami dapat melacak masalah dengan efisien. Sila hindarkan untuk menghantarnya di Instructables.

Langkah 6: Sediakan Raspberry Pi

Pasang Ubuntu

Pasang Ubuntu 16.04 ke Raspberry Pi mengikuti panduan pemasangan:

Wiki Ubuntu: RaspberryPi

Pasang ROS

Pasang ROS Kinetic mengikut panduan pemasangan:

Pemasangan Ubuntu ROS Kinetic

Pasang pakej Roomblock ROS

Anda perlu memasang pakej sekatan bilik dari kod sumber. Kod sumber pakej ada di GitHub.

GitHub - sekatan bilik

Sila ikuti arahan dalam README.md.

Jika Anda memiliki masalah atau pertanyaan mengenai perangkat lunak, silakan buat masalah di GitHub Issues, sehingga kami dapat melacak masalah dengan efisien. Sila hindarkan untuk menghantarnya di Instructables.

Modul kamera Raspberry Pi (Pilihan)

Sekiranya anda mempunyai modul kamera Rasberry Pi, anda perlu memasang libraspberrypi-dev. Sila rujuk README.md di Github.

Langkah 7: Tele-operasi

Membangunkan sistem asas pada Raspberry Pi

Pertama sekali, anda perlu memunculkan sysem. Di terminal Raspberry Pi, lancarkan sistem asas sebagai:

$ eksport ROS_IP = IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI

$ roslaunch roomblock_bringup roomblock.launch

RPLIDAR mula berputar, dan sekarang anda boleh menyambung ke master ROS robot dari PC tempatan anda.

Tele-operasi dari PC tempatan

Anda boleh menggunakan joystick untuk mengendalikan robot. Sekiranya anda mempunyai pad kegembiraan XBox, anda boleh menggunakan fail pelancaran ini. Jika tidak, anda mungkin perlu mengubah suai fail pelancaran agar sesuai dengan pad kegembiraan anda. Rujuk halaman wiki ROS untuk perincian.

ROS wiki - teleop_twist_joy

$ eksport ROS_MASTER_URI = https:// IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI: 11311 $ roslaunch roomblock_bringup teleop.launch

Kini anda dapat mengawal Roomba dengan kayu bedik.

Sebaliknya, anda boleh menggunakan papan kekunci.

$ eksport ROS_MASTER_URI = https:// IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI: 11311 $ rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py

Sila rujuk halaman wiki ROS untuk perincian.

ROS wiki - papan kekunci_twist_papan

Langkah 8: Lancarkan Perisian Pemetaan

Bangunkan perisian pemetaan pada PC tempatan

Bangun perisian pemetaan untuk membuat peta di sekitar robot.

$ eksport ROS_MASTER_URI = https:// IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI: 11311 $ eksport ROS_IP = IP_ADDRESS_OF_LOCAL_PC $ roslaunch roomblock_mapping gmapping.launch

Kini anda dapat melihat Rviz (perisian visualisasi). Kendalikan robot di sekitar bilik untuk membuat peta bilik.

Anda boleh melihat halaman wiki ROS untuk sistem pemetaan.

• ROS wiki - gmapping
• ROS wiki - map_server

Langkah 9: Lancarkan Navigasi Autonomi

Membawa perisian navigasi autonomi

Sekarang anda boleh memulakan sistem navigasi autonomi pada PC tempatan sebagai:

$ eksport ROS_MASTER_URI = https:// IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI: 11311 $ eksport ROS_IP = IP_ADDRESS_OF_LOCAL_PC $ roslaunch rolomblock_navigation amcl.launch

Anda boleh menggunakan Rviz untuk menentukan matlamat. Robot harus menuju ke tujuan secara autonomi.

Sila rujuk halaman wiki ROS untuk sistem autonomi.

• ROS wiki - navigasi
• ROS wiki - amcl

Berseronok

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan atau masalah umum mengenai ROS, sila rujuk wiki ROS. Kami tidak dapat menjawab soalan umum mengenai ROS.

ROS wiki - Sokongan

Jika anda memiliki masalah atau pertanyaan mengenai perangkat lunak Roomblock, silakan buat masalah di GitHub Issues sehingga kami dapat melacak masalah dengan efisien. Sila hindarkan untuk menghantarnya di Instructables.