Roomblock: platforma pre výučbu navigácie ROS s robotmi Roomba, Raspberry Pi a RPLIDAR: 9 krokov (s obrázkami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58

Čo to je?

„Roomblock“je platforma robota, ktorá sa skladá z robota Roomba, Raspberry Pi 2, laserového senzora (RPLIDAR) a mobilnej batérie. Montážny rám môžu vyrobiť 3D tlačiarne. Navigačný systém ROS umožňuje vytvoriť mapu miestností a použiť ju na autonómne dosiahnutie cieľa.

Kto to potrebuje?

Každý, kto sa chce naučiť používať špičkové technológie robotickej navigácie, mapovania a autonómneho riadenia. Tento robot je možné postaviť ľahko a za nižšie náklady ako ostatné komerčné platformy. ROS je teraz de facto štandardným softvérovým systémom pre oblasť robotického výskumu. Tento film ukazuje, čo je možné s navigačným systémom ROS.

Krok 1: Čo potrebujete

USB-sériový kábel

Ak nemáte sériový kábel USB pre Roomba, môžete ho s týmto výrobkom ľahko vytvoriť.

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

Všimnite si, že rozhranie Roomba je TTL (5V).

Konektor

Na sériové rozhranie robota Roomba potrebujete 8-kolíkový konektor mini-DIN. Konektor Roomba je v skutočnosti 7-kolíkový mini-DIN, je však oveľa jednoduchšie kúpiť 8-pólový ako 7-kolíkový konektor.

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

Spájkovanie

Sériový kábel spájkujte s 8 -kolíkovým konektorom. Pripojenie skontrolujte podľa priloženého obrázku a dokumentu špecifikácie otvoreného rozhrania Roomba.

Špecifikácia otvoreného rozhrania Roomba

Upozorňujeme, že je bezpečné pripojiť Vcc (červený) a RTS (zelený), aby ste sa vyhli problémom s hardvérovým tokom.

Krok 4: Nastavenie kamerového modulu Raspberry Pi (voliteľné)

Ak máte modul kamery Raspberry Pi, môžete ho pripojiť k Raspberry Pi. Toto je voliteľné pre učenie sa navigácie, je však zábavné získať pohľad z očí robota.

Časť pre upevnenie fotoaparátu je tiež zahrnutá v údajoch o ráme na serveri Thingiverse. Modul kamery je možné upevniť štyrmi skrutkami M2.

Krok 5: Nastavte lokálny počítač

Nainštalujte si Ubuntu

Nainštalujte si pracovnú plochu Ubuntu 16.04 podľa oficiálnej stránky

Oficiálna stránka Ubuntu

Nainštalujte ROS

Pozrite sa na oficiálnu stránku ROS. Nainštalujte úplné balíky Kinetic pre stolné počítače.

Pokyny na inštaláciu ROS Kinetic

Nainštalujte balík Roomblock ROS

Balík pre roomblock je už vydaný do Kinetic. Môžete ich nainštalovať príkazom apt.

$ sudo apt install ros-kinetic-roomblock

To je všetko.

Ak chcete balík upraviť a zostaviť zo zdrojového kódu, môžete ho získať na GitHub.

GitHub - blok miestnosti

Postupujte podľa pokynov v dokumente README.md.

Ak máte akýkoľvek problém alebo otázku týkajúcu sa softvéru, urobte problém v súvislosti s problémami GitHub, aby sme ich mohli efektívne sledovať. Vyhnite sa ich zverejňovaniu na Instructables.

Krok 6: Nastavte Raspberry Pi

Nainštalujte si Ubuntu

Nainštalujte Ubuntu 16.04 na Raspberry Pi podľa inštalačného sprievodcu:

Wiki Ubuntu: RaspberryPi

Nainštalujte ROS

Nainštalujte ROS Kinetic podľa sprievodcu inštaláciou:

Inštalácia ROS Kinetic na Ubuntu

Nainštalujte balík Roomblock ROS

Zo zdrojového kódu musíte nainštalovať balík roomblock. Zdrojový kód balíka je na GitHub.

GitHub - blok miestnosti

Postupujte podľa pokynov v dokumente README.md.

Ak máte akýkoľvek problém alebo otázku týkajúcu sa softvéru, urobte problém v súvislosti s problémami GitHub, aby sme ich mohli efektívne sledovať. Vyhnite sa ich zverejňovaniu na Instructables.

Modul kamery Raspberry Pi (voliteľné)

Ak máte modul kamery Rasberry Pi, musíte si nainštalovať libraspberrypi-dev. Prosím, navštívte README.md v Github.

Krok 7: Teleoperácia

Vyvolajte základný systém na Raspberry Pi

V prvom rade musíte vychovať sysem. Na termináli Raspberry Pi spustite základný systém ako:

$ export ROS_IP = IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI

$ roslaunch roomblock_bringup roomblock.launch

RPLIDAR sa začne otáčať a teraz sa môžete pripojiť k robotovi ROS master z miestneho počítača.

Teleoperácia z miestneho počítača

Na ovládanie robota môžete použiť joystick. Ak máte joystick XBoxu, môžete použiť tento spúšťací súbor. V opačnom prípade možno budete musieť upraviť spúšťací súbor tak, aby zodpovedal vášmu joysticku. Podrobnejšie informácie nájdete na wiki stránkach ROS.

Wiki ROS - teleop_twist_joy

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

Teraz môžete Roombu ovládať joystickom.

Namiesto toho môžete použiť klávesnicu.

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

Podrobnosti nájdete na wiki stránkach ROS.

Wiki ROS - teleop_twist_keyboard

Krok 8: Spustite mapovací softvér

Spustite mapovací softvér na miestnom počítači

Spustite mapovací softvér a vytvorte mapu okolo robota.

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

Teraz môžete vidieť Rviz (vizualizačný softvér). Pomocou robota v miestnosti vytvorte mapu miestnosti.

Mapovací systém nájdete na wiki stránke ROS.

• ROS wiki - mapovanie
• ROS wiki - map_server

Krok 9: Spustite autonómnu navigáciu

Vyvolajte softvér pre autonómnu navigáciu

Teraz môžete na miestnom počítači spustiť autonómny navigačný systém ako:

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

Na určenie cieľa môžete použiť Rviz. Robot by mal ísť do cieľa autonómne.

Autonómny systém nájdete na wiki stránke ROS.

• ROS wiki - navigácia
• ROS wiki - amcl

Bavte sa

Ak máte všeobecné otázky alebo problémy týkajúce sa ROS, navštívte wiki ROS. Na všeobecné otázky o ROS nemôžeme odpovedať.

Wiki ROS - Podpora

Ak máte akýkoľvek problém alebo otázku týkajúcu sa softvéru Roomblock, urobte problém v problémoch GitHub, aby sme ich mohli efektívne sledovať. Vyhnite sa ich zverejňovaniu na Instructables.