Roomblock: платформа для изучения навигации ROS с помощью Roomba, Raspberry Pi и RPLIDAR: 9 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58

Что это?

«Roomblock» - это робот-платформа, состоящая из Roomba, Raspberry Pi 2, лазерного датчика (RPLIDAR) и мобильного аккумулятора. Монтажный каркас может быть изготовлен на 3D-принтерах. Система навигации ROS позволяет составить карту комнат и использовать ее для автономного достижения цели.

Кому это нужно?

Всем, кто хочет изучить передовые технологии роботизированной навигации, картографии и автономного вождения. Этот робот может быть построен легко и дешевле, чем другие коммерческие платформы. ROS теперь де-факто стандартная программная система для робототехнических исследований. Этот фильм показывает, что возможно с системой навигации ROS.

Шаг 1. Что вам нужно

USB-последовательный кабель

Если у вас нет последовательного USB-кабеля для Roomba, вы можете легко собрать его с помощью этого продукта.

• FTDI: TTL-232R-5V
• Акидуки Дэнси: TTL-232R-5V

Обратите внимание, что интерфейс Roomba имеет TTL (5 В).

Коннектор

Вам понадобится 8-контактный разъем mini-DIN для последовательного интерфейса Roomba. На самом деле разъем Roomba представляет собой 7-контактный разъем mini-DIN, однако гораздо проще купить 8-контактный разъем, чем 7-контактный.

• Digikey: 8-контактный разъем mini-DIN
• Kyoritsu: 8-контактный разъем mini-DIN

Пайка

Припаяйте последовательный кабель к 8-контактному разъему. Проверьте подключение по прилагаемому изображению и документу со спецификацией открытого интерфейса Roomba.

Спецификация открытого интерфейса Roomba

Обратите внимание, что подключать Vcc (красный) и RTS (зеленый) безопасно, чтобы избежать проблем с аппаратным потоком.

Шаг 4: Настройте модуль камеры Raspberry Pi (необязательно)

Если у вас есть модуль камеры Raspberry Pi, вы можете подключить его к Raspberry Pi. Это необязательно для обучения навигации, однако интересно наблюдать за зрением робота.

Крепление камеры также включено в данные о кадре на Thingiverse. Модуль камеры можно закрепить четырьмя винтами M2.

Шаг 5: Настройка локального ПК

Установить Ubuntu

Установите рабочий стол Ubuntu 16.04, следуя официальной странице

Официальная страница Ubuntu

Установить ROS

Пожалуйста, обратитесь к официальной странице ROS. Установите полные пакеты Kinetic Desktop.

Инструкция по установке ROS Kinetic

Установить пакет Roomblock ROS

Пакет для roomblock уже выпущен в Kinetic. Вы можете установить их с помощью команды apt.

$ sudo apt install ros-kinetic-roomblock

Вот и все.

Если вы хотите изменить и собрать пакет из исходного кода, вы можете получить их на GitHub.

GitHub - roomblock

Следуйте инструкциям на README.md.

Если у вас есть какие-либо проблемы или вопросы относительно программного обеспечения, укажите проблему на GitHub Issues, чтобы мы могли эффективно отслеживать проблемы. Пожалуйста, не размещайте их на Instructables.

Шаг 6: Настройте Raspberry Pi

Установить Ubuntu

Установите Ubuntu 16.04 на Raspberry Pi, следуя руководству по установке:

Вики Ubuntu: RaspberryPi

Установить ROS

Установите ROS Kinetic, следуя руководству по установке:

Установка ROS Kinetic в Ubuntu

Установить пакет Roomblock ROS

Вам необходимо установить пакет roomblock из исходного кода. Исходный код пакета находится на GitHub.

GitHub - roomblock

Следуйте инструкциям на README.md.

Если у вас есть какие-либо проблемы или вопросы относительно программного обеспечения, укажите проблему на GitHub Issues, чтобы мы могли эффективно отслеживать проблемы. Пожалуйста, не размещайте их на Instructables.

Модуль камеры Raspberry Pi (опционально)

Если у вас есть модуль камеры Rasberry Pi, вам необходимо установить libraspberrypi-dev. Пожалуйста, обратитесь к README.md в Github.

Шаг 7: Дистанционное управление

Поднимите базовую систему на Raspberry Pi

Прежде всего, вам нужно поднять sysem. На терминале Raspberry Pi запустите базовую систему как:

$ экспорт ROS_IP = IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI

$ roslaunch roomblock_bringup roomblock.launch

RPLIDAR начинает крутиться, и теперь вы можете подключиться к роботу ROS master со своего локального ПК.

Дистанционное управление с локального ПК

Вы можете использовать джойстик для управления роботом. Если у вас есть панель управления XBox, вы можете использовать этот файл запуска. В противном случае вам может потребоваться изменить файл запуска, чтобы он соответствовал вашей панели управления. Пожалуйста, обратитесь к вики-страницам ROS за подробностями.

ROS вики - teleop_twist_joy

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

Теперь вы можете управлять Roomba с помощью джойстика.

Вместо этого вы можете использовать клавиатуру.

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

Подробности см. На вики-страницах ROS.

ROS вики - teleop_twist_keyboard

Шаг 8: Запустите программное обеспечение для картографии

Загрузите программное обеспечение для картографии на локальный ПК

Запустите картографическое программное обеспечение, чтобы создать карту вокруг робота.

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

Теперь вы можете увидеть Rviz (программное обеспечение для визуализации). Управляйте роботом по комнате, чтобы создать карту комнаты.

Вы можете обратиться к вики-странице ROS, чтобы узнать о системе картографии.

• ROS вики - gmapping
• ROS вики - map_server

Шаг 9: Запустите автономную навигацию

Создать программное обеспечение для автономной навигации

Теперь вы можете запустить автономную навигационную систему на локальном ПК как:

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

Вы можете использовать Rviz, чтобы указать цель. Робот должен самостоятельно идти к цели.

Информацию об автономной системе можно найти на вики-странице ROS.

• ROS wiki - навигация
• ROS вики - amcl

Повеселись

Если у вас есть общие вопросы или проблемы с ROS, обратитесь к вики-странице ROS. Мы не можем ответить на общие вопросы по ROS.

ROS wiki - Поддержка

Если у вас есть какие-либо проблемы или вопросы относительно программного обеспечения Roomblock, укажите проблему на GitHub Issues, чтобы мы могли эффективно отслеживать проблемы. Пожалуйста, не размещайте их на Instructables.