Roomblock: Platform untuk Mempelajari Navigasi ROS Dengan Roomba, Raspberry Pi, dan RPLIDAR: 9 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-23 14:49

Apa ini?

"Roomblock" adalah platform robot yang terdiri dari Roomba, Raspberry Pi 2, sensor laser (RPLIDAR) dan baterai ponsel. Bingkai pemasangan dapat dibuat dengan printer 3D. Sistem navigasi ROS memungkinkan untuk membuat peta ruangan dan menggunakannya untuk mencapai tujuan secara mandiri.

Siapa yang butuh ini?

Siapa pun yang ingin mempelajari teknologi mutakhir navigasi robot, pemetaan, dan mengemudi otonom. Robot ini dapat dibangun dengan mudah dan biaya lebih rendah daripada platform komersial lainnya. ROS sekarang de facto sistem perangkat lunak standar untuk bidang penelitian robot. Film ini menunjukkan apa yang mungkin dengan sistem navigasi ROS.

Langkah 1: Yang Anda Butuhkan

Kabel serial USB

Jika Anda tidak memiliki kabel serial USB untuk Roomba, Anda dapat membuatnya dengan mudah dengan produk ini.

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

Perhatikan bahwa antarmuka Roomba adalah TTL (5V).

Penyambung

Anda memerlukan konektor mini-DIN 8 pin untuk antarmuka serial Roomba. Sebenarnya konektor Roomba adalah mini-DIN 7 pin, namun jauh lebih mudah untuk membeli konektor 8 pin daripada 7 pin.

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

Pematerian

Solder kabel serial ke konektor 8 pin. Periksa koneksi dengan gambar terlampir, dan dokumen spesifikasi antarmuka terbuka Roomba.

Spesifikasi Antarmuka Terbuka Roomba

Harap dicatat, aman untuk menghubungkan Vcc(Merah) dan RTS(Hijau) untuk menghindari masalah aliran perangkat keras.

Langkah 4: Siapkan Modul Kamera Raspberry Pi (Opsional)

Jika Anda memiliki modul kamera Raspberry Pi, Anda dapat memasangnya ke Raspberry Pi. Ini opsional untuk mempelajari navigasi, namun menyenangkan untuk mendapatkan pemandangan dari penglihatan robot.

Bagian dudukan kamera juga disertakan dalam data bingkai di Thingiverse. Modul kamera dapat diperbaiki dengan empat sekrup M2.

Langkah 5: Siapkan PC Lokal

Instal Ubuntu

Instal desktop Ubuntu 16.04 mengikuti halaman resmi

halaman resmi Ubuntu

Instal ROS

Silakan berkonsultasi dengan halaman resmi ROS. Instal paket lengkap desktop Kinetic.

Petunjuk pemasangan ROS Kinetic

Instal paket Roomblock ROS

Paket untuk roomblock sudah dirilis ke Kinetic. Anda dapat menginstalnya dengan perintah apt.

$ sudo apt install ros-kinetic-roomblock

Itu dia.

Jika Anda ingin memodifikasi dan membangun paket dari kode sumber, Anda bisa mendapatkannya dari GitHub.

GitHub - blok kamar

Silakan ikuti instruksi di README.md.

Jika Anda memiliki masalah atau pertanyaan tentang perangkat lunak, silakan buat masalah di GitHub Issues sehingga kami dapat melacak masalahnya secara efisien. Harap hindari untuk mempostingnya di Instructables.

Langkah 6: Siapkan Raspberry Pi

Instal Ubuntu

Instal Ubuntu 16.04 ke Raspberry Pi dengan mengikuti panduan penginstalan:

Wiki Ubuntu: RaspberryPi

Instal ROS

Instal ROS Kinetic mengikuti panduan penginstalan:

Instalasi Ubuntu dari ROS Kinetic

Instal paket Roomblock ROS

Anda perlu menginstal paket roomblock dari kode sumber. Kode sumber paket ada di GitHub.

GitHub - blok kamar

Silakan ikuti instruksi di README.md.

Jika Anda memiliki masalah atau pertanyaan tentang perangkat lunak, silakan buat masalah di GitHub Issues, sehingga kami dapat melacak masalahnya secara efisien. Harap hindari untuk mempostingnya di Instructables.

Modul kamera Raspberry Pi (Opsional)

Jika Anda memiliki modul kamera Rasberry Pi, Anda perlu menginstal libraspberrypi-dev. Silakan berkonsultasi README.md di Github.

Langkah 7: Operasi jarak jauh

Memunculkan sistem dasar pada Raspberry Pi

Pertama-tama, Anda perlu membuka sysem. Di terminal Raspberry Pi, luncurkan sistem dasar sebagai:

$ ekspor ROS_IP=IP_ADDRESS_OF_RASPBERRY_PI

$ roslaunch roomblock_bringup roomblock.launch

RPLIDAR mulai berputar, dan sekarang Anda dapat terhubung ke master robot ROS dari PC lokal Anda.

Tele-operasi dari PC lokal

Anda dapat menggunakan joy pad untuk mengoperasikan robot. Jika Anda memiliki joy pad Xbox, Anda dapat menggunakan file peluncuran ini. Jika tidak, Anda mungkin perlu memodifikasi file peluncuran agar sesuai dengan joy pad Anda. Silakan lihat halaman wiki ROS untuk detailnya.

ROS wiki - teleop_twist_joy

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

Sekarang Anda dapat mengontrol Roomba dengan joystick.

Sebagai gantinya, Anda dapat menggunakan keyboard.

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

Silakan berkonsultasi dengan halaman wiki ROS untuk detailnya.

ROS wiki - teleop_twist_keyboard

Langkah 8: Luncurkan Perangkat Lunak Pemetaan

Buka perangkat lunak pemetaan di PC lokal

Munculkan perangkat lunak pemetaan untuk membuat peta di sekitar robot.

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

Sekarang Anda dapat melihat Rviz (perangkat lunak visualisasi). Operasikan robot di sekitar ruangan untuk membuat peta ruangan.

Anda dapat berkonsultasi dengan halaman wiki ROS untuk sistem pemetaan.

• ROS wiki - gmapping
• ROS wiki - map_server

Langkah 9: Luncurkan Navigasi Otonom

Munculkan perangkat lunak navigasi otonom

Sekarang Anda dapat memulai sistem navigasi otonom pada PC lokal sebagai:

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

Anda dapat menggunakan Rviz untuk menentukan tujuan. Robot harus pergi ke tujuan secara mandiri.

Silakan berkonsultasi dengan halaman wiki ROS untuk sistem otonom.

• ROS wiki - navigasi
• ROS wiki - amcl

Selamat bersenang-senang

Jika Anda memiliki pertanyaan atau masalah umum tentang ROS, silakan berkonsultasi dengan wiki ROS. Kami tidak dapat menjawab pertanyaan umum tentang ROS.

ROS wiki - Dukungan

Jika Anda memiliki masalah atau pertanyaan tentang perangkat lunak Roomblock, silakan buat masalah di GitHub Issues sehingga kami dapat melacak masalahnya secara efisien. Harap hindari untuk mempostingnya di Instructables.