Roomblock: platforma do nauki nawigacji ROS z Roomba, Raspberry Pi i RPLIDAR: 9 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Co to jest?

„Roomblock” to platforma robota składająca się z Roomby, Raspberry Pi 2, czujnika laserowego (RPLIDAR) i mobilnej baterii. Ramkę montażową można wykonać na drukarkach 3D. System nawigacji ROS umożliwia wykonanie mapy pomieszczeń i wykorzystanie jej do samodzielnego dotarcia do celu.

Kto tego potrzebuje?

Każdy, kto chce poznać najnowocześniejsze technologie zrobotyzowanej nawigacji, mapowania i autonomicznej jazdy. Ten robot można zbudować łatwo i taniej niż inne platformy komercyjne. ROS jest obecnie de facto standardowym systemem oprogramowania dla dziedziny badań robotyki. Ten film pokazuje, co jest możliwe dzięki systemowi nawigacji ROS.

Krok 1: Czego potrzebujesz

Kabel szeregowy USB

Jeśli nie masz kabla szeregowego USB do Roomby, możesz go łatwo zbudować za pomocą tego produktu.

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

Zauważ, że interfejs robota Roomba to TTL (5V).

Złącze

Do interfejsu szeregowego robota Roomba potrzebne jest 8-stykowe złącze mini-DIN. Właściwie złącze Roomby to mini-DIN 7 pin, jednak dużo łatwiej kupić złącze 8 pin niż 7 pin.

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

Lutowanie

Przylutuj kabel szeregowy do 8-stykowego złącza. Sprawdź połączenie na załączonym obrazku i w dokumencie specyfikacji otwartego interfejsu Roomba.

Specyfikacja otwartego interfejsu Roomba

Należy pamiętać, że można bezpiecznie podłączyć Vcc (czerwony) i RTS (zielony), aby uniknąć problemu z przepływem sprzętu.

Krok 4: Konfiguracja modułu kamery Raspberry Pi (opcjonalnie)

Jeśli masz moduł kamery Raspberry Pi, możesz go podłączyć do Raspberry Pi. Jest to opcjonalne do nauki nawigacji, jednak fajnie jest uzyskać widok z oczu robota.

Część do mocowania kamery jest również uwzględniona w danych ramki na Thingiverse. Moduł kamery można przymocować czterema śrubami M2.

Krok 5: Skonfiguruj lokalny komputer

Zainstaluj Ubuntu

Zainstaluj pulpit Ubuntu 16.04 po oficjalnej stronie

Oficjalna strona Ubuntu

Zainstaluj ROS

Proszę zapoznać się z oficjalną stroną ROS. Zainstaluj pełne pakiety komputerów stacjonarnych Kinetic.

Instrukcja instalacji ROS Kinetic

Zainstaluj pakiet Roomblock ROS

Pakiet dla Roomblocka został już wydany w Kinetic. Możesz je zainstalować za pomocą polecenia apt.

$ sudo apt install ros-kinetic-roomblock

Otóż to.

Jeśli chcesz zmodyfikować i zbudować pakiet z kodu źródłowego, możesz pobrać je z GitHub.

GitHub - blok pokoju

Postępuj zgodnie z instrukcjami w README.md.

Jeśli masz jakiekolwiek problemy lub pytania dotyczące oprogramowania, zgłoś problem na GitHub Issues, abyśmy mogli skutecznie śledzić problemy. Unikaj publikowania ich w Instruktażach.

Krok 6: Skonfiguruj Raspberry Pi

Zainstaluj Ubuntu

Zainstaluj Ubuntu 16.04 na Raspberry Pi zgodnie z instrukcją instalacji:

Ubuntu Wiki: RaspberryPi

Zainstaluj ROS

Zainstaluj ROS Kinetic zgodnie z instrukcją instalacji:

Instalacja ROS Kinetic na Ubuntu

Zainstaluj pakiet Roomblock ROS

Musisz zainstalować pakiet roomblock z kodu źródłowego. Kod źródłowy pakietu znajduje się na GitHub.

GitHub - blok pokoju

Postępuj zgodnie z instrukcjami w README.md.

Jeśli masz jakiekolwiek problemy lub pytania dotyczące oprogramowania, zgłoś problem na GitHub Issues, abyśmy mogli skutecznie śledzić problemy. Unikaj publikowania ich w Instruktażach.

Moduł kamery Raspberry Pi (opcjonalnie)

Jeśli masz moduł kamery Rasberry Pi, musisz zainstalować libraspberrypi-dev. Zapoznaj się z README.md na Github.

Krok 7: Tele-operacja

Uruchom podstawowy system na Raspberry Pi

Przede wszystkim trzeba wychować system. Na terminalu Raspberry Pi uruchom podstawowy system jako:

$ export ROS_IP=IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI

$ roslaunch roomblock_bringup roomblock.launch

RPLIDAR zaczyna się kręcić, a teraz możesz połączyć się z masterem robota ROS z lokalnego komputera.

Tele-obsługa z lokalnego komputera PC

Do obsługi robota możesz użyć joysticka. Jeśli masz konsolę Xbox, możesz użyć tego pliku uruchamiania. W przeciwnym razie może być konieczne zmodyfikowanie pliku uruchamiania, aby pasował do joysticka. Szczegółowe informacje można znaleźć na stronach wiki ROS.

ROS wiki - teleop_twist_joy

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

Teraz możesz sterować robotem Roomba za pomocą joysticka.

Zamiast tego możesz użyć klawiatury.

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

Szczegółowe informacje można znaleźć na stronach wiki ROS.

ROS wiki - teleop_twist_keyboard

Krok 8: Uruchom oprogramowanie do mapowania

Uruchom oprogramowanie do mapowania na lokalnym komputerze

Uruchom oprogramowanie do mapowania, aby utworzyć mapę wokół robota.

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

Teraz możesz zobaczyć Rviz (oprogramowanie do wizualizacji). Obsługuj robota po pokoju, aby stworzyć mapę pokoju.

Możesz zapoznać się ze stroną wiki ROS, aby uzyskać informacje o systemie mapowania.

• ROS wiki - mapowanie
• ROS wiki - serwer_mapy

Krok 9: Uruchom Autonomiczną Nawigację

Uruchom autonomiczne oprogramowanie nawigacyjne

Teraz możesz uruchomić autonomiczny system nawigacji na lokalnym komputerze jako:

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

Możesz użyć Rviz, aby określić cel. Robot powinien samodzielnie jechać do celu.

Proszę zapoznać się ze stroną wiki ROS dla systemu autonomicznego.

• ROS wiki - nawigacja
• ROS wiki – amcl

Baw się dobrze

Jeśli masz ogólne pytania lub problemy dotyczące ROS, zapoznaj się z ROS wiki. Nie możemy odpowiedzieć na ogólne pytania dotyczące ROS.

ROS wiki - Wsparcie

Jeśli masz jakiekolwiek problemy lub pytania dotyczące oprogramowania Roomblock, zgłoś problem na GitHub Issues, abyśmy mogli skutecznie śledzić problemy. Unikaj publikowania ich w Instruktażach.