Roomblock: Platforma pro výuku navigace ROS pomocí Roomba, Raspberry Pi a RPLIDAR: 9 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Co to je?

„Roomblock“je platforma robotů, která se skládá z robota Roomba, Raspberry Pi 2, laserového senzoru (RPLIDAR) a mobilní baterie. Montážní rám lze vyrobit pomocí 3D tiskáren. Navigační systém ROS umožňuje vytvořit mapu místností a použít ji k autonomnímu dosažení cíle.

Kdo to potřebuje?

Každý, kdo se chce naučit špičkové technologie robotické navigace, mapování a autonomní jízdy. Tento robot lze postavit snadno a za nižší cenu než jiné komerční platformy. ROS je nyní de facto standardním softwarovým systémem pro oblast robotického výzkumu. Tento film ukazuje, co je možné s navigačním systémem ROS.

Krok 1: Co potřebujete

USB sériový kabel

Pokud pro Roomba nemáte sériový kabel USB, můžete jej snadno vytvořit pomocí tohoto produktu.

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

Všimněte si, že rozhraní Roomba je TTL (5V).

Konektor

Pro sériové rozhraní robota Roomba potřebujete 8kolíkový konektor mini-DIN. Konektor Roomba je ve skutečnosti 7kolíkový mini-DIN, je však mnohem snazší koupit 8pinový než 7pinový konektor.

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

Pájení

Sériový kabel připájejte k 8kolíkovému konektoru. Zkontrolujte připojení pomocí přiloženého obrázku a dokumentu specifikace otevřeného rozhraní Roomba.

Specifikace otevřeného rozhraní Roomba

Vezměte prosím na vědomí, že je bezpečné připojit Vcc (červená) a RTS (zelená), aby se předešlo problému s hardwarovým tokem.

Krok 4: Nastavení kamerového modulu Raspberry Pi (volitelně)

Pokud máte modul kamery Raspberry Pi, můžete jej připojit k Raspberry Pi. Toto je volitelné pro učení navigace, ale je zábavné získat pohled z pohledu robota.

Část pro upevnění kamery je také součástí dat rámce na Thingiverse. Modul kamery lze upevnit čtyřmi šrouby M2.

Krok 5: Nastavení místního počítače

Nainstalujte si Ubuntu

Nainstalujte si desktop Ubuntu 16.04 podle oficiální stránky

Oficiální stránka Ubuntu

Nainstalujte ROS

Podívejte se na oficiální stránku ROS. Nainstalujte si plné balíčky Kinetic pro stolní počítače.

Pokyny k instalaci ROS Kinetic

Nainstalujte balíček Roomblock ROS

Balíček pro roomblock je již vydán do Kinetic. Můžete je nainstalovat příkazem apt.

$ sudo apt install ros-kinetic-roomblock

A je to.

Pokud chcete balíček upravit a sestavit ze zdrojového kódu, můžete jej získat z GitHubu.

GitHub - roomblock

Postupujte podle pokynů v souboru README.md.

Pokud máte jakýkoli problém nebo dotaz týkající se softwaru, udělejte problém v GitHub Issues, abychom mohli problémy efektivně sledovat. Vyhněte se prosím jejich zveřejňování na Instructables.

Krok 6: Nastavení Raspberry Pi

Nainstalujte si Ubuntu

Nainstalujte Ubuntu 16.04 na Raspberry Pi podle instalačního průvodce:

Wiki Ubuntu: RaspberryPi

Nainstalujte ROS

Nainstalujte ROS Kinetic podle instalačního průvodce:

Instalace ROS Kinetic na Ubuntu

Nainstalujte balíček Roomblock ROS

Musíte nainstalovat balíček roomblock ze zdrojového kódu. Zdrojový kód balíčku je na GitHubu.

GitHub - roomblock

Postupujte podle pokynů v souboru README.md.

Pokud máte jakýkoli problém nebo dotaz týkající se softwaru, proveďte prosím problém s problémy GitHub, abychom mohli problémy efektivně sledovat. Vyhněte se prosím jejich zveřejňování na Instructables.

Modul kamery Raspberry Pi (volitelně)

Pokud máte modul kamery Rasberry Pi, musíte si nainstalovat libraspberrypi-dev. Poraďte se prosím s README.md v Githubu.

Krok 7: Tele-provoz

Vyvolejte základní systém na Raspberry Pi

Nejprve musíte vychovat sysem. Na terminálu Raspberry Pi spusťte základní systém takto:

$ export ROS_IP = IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI

$ roslaunch roomblock_bringup roomblock.launch

RPLIDAR se začne točit a nyní se můžete připojit k robotu ROS master z místního počítače.

Tele-operace z místního PC

K ovládání robota můžete použít joystick. Pokud máte joystick XBoxu, můžete použít tento spouštěcí soubor. V opačném případě budete muset upravit spouštěcí soubor tak, aby odpovídal vašemu joypadu. Podrobnosti najdete na wiki stránkách ROS.

Wiki ROS - teleop_twist_joy

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

Nyní můžete Roombu ovládat joystickem.

Místo toho můžete použít klávesnici.

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

Podrobnosti najdete na wiki stránkách ROS.

Wiki ROS - teleop_twist_keyboard

Krok 8: Spusťte mapovací software

Vyvolejte mapovací software na místním PC

Vyvolejte mapovací software a vytvořte mapu kolem 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

Nyní můžete vidět Rviz (vizualizační software). Pomocí robota po místnosti vytvořte mapu místnosti.

Mapovací systém si můžete prohlédnout na wiki stránce ROS.

• ROS wiki - mapování
• Wiki ROS - mapový server

Krok 9: Spusťte autonomní navigaci

Vyvolejte software pro autonomní navigaci

Nyní můžete spustit autonomní navigační systém na místním počítači jako:

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

K určení cíle můžete použít Rviz. Robot by měl jít k cíli autonomně.

Autonomní systém najdete na wiki stránce ROS.

• ROS wiki - navigace
• ROS wiki - amcl

Bavte se

Pokud máte obecné dotazy nebo problémy týkající se ROS, navštivte wiki ROS. Na obecné otázky o ROS nemůžeme odpovědět.

Wiki ROS - Podpora

Pokud máte jakýkoli problém nebo dotaz týkající se softwaru Roomblock, proveďte prosím problém s problémy GitHub, abychom mohli problémy efektivně sledovat. Vyhněte se prosím jejich zveřejňování na Instructables.