N10 Програмируеми мобилни роботи
РОБИРАНЕ
Ръководство за потребителя на Rosbot
Изготвено от: Wayne Liu, Zijie Li, Reilly Smithers & Tara Hercz 30 октомври 2024 г. Версия #: 20241030
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
РОБИРАНЕ
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Ключови компоненти 2. Спецификации на продукта 3. Въведение в ROS контролерите 4. Сензорна система: LiDAR и камера за дълбочина 5. Платка STM32 (контрол на мотора, управление на мощността и IMU) 6. Система за управление и задвижване 7. Управление на мощността 8. Теле- операция 9. Бърз старт на ROS 2 10. Предварително инсталирани пакети ROS 2 Humble
Обобщение Rosbot е предназначен за ROS (операционна система за роботи) разработчик, преподавател и студенти. Сърцето на Rosbot е напълно програмируемата софтуерна рамка и конфигурируема хардуерна архитектура, базирана на най-популярната роботизирана платформа – ROS. Rosbot се предлага с четири модела: Rosbot 2 – Подходящ за начинаещи ROS и нискобюджетни проекти. Rosbot Pro – Подходящ за ROS разработчици и преподаватели, които се нуждаят от гъвкава система за бързо създаване на прототипи или преподаване. Rosbot Plus – Това е 4WD версията на Rosbot с независими системи за окачване. Тази категория е достатъчно сериозна, за да се разглежда като индустриално и търговско развитие. Rosbot Plus HD – Това е тежкотоварна версия на Rosbot Plus, чийто максимален полезен товар е до 45 кг. Rosbot идва с популярни ROS контролери като: · Jetson Orin Nano · Jetson Orin NX
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
РОБИРАНЕ
1. Ключов компонент
Вариа% на Rosbot 2
Изображение
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Rosbot Pro Rosbot Plus
2. Продуктови спецификации Продуктова матрица
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Наименование на продукта Коефициент на намаляване на двигателя Макс. скорост Тегло Макс. размер на полезен товар Минимален радиус на завъртане Живот на батерията
Захранване
Росбот 2 1:27
Rosbot Pro 1:18
Rosbot Plus 1:18
Rosbot Plus HD 1:47
1.3m/s 9.26 kg 16 kg 445*360*206mm 0.77m
1.65m/s
2.33m/s
0.89m/s
19.54 кг
35.16 кг
35.18 кг
20 кг
22 кг
45 кг
774*570*227mm 766*671*319mm 766*671*319mm
1.02м
1.29м
1.29м
Около 9.5 часа (без натоварване),
Около 8.5 часа (20% полезен товар)
Около 4.5 часа (без натоварване), около 3 часа (20% полезен товар)
24v 6100 mAh LFP батерия + 3A ток смарт зарядно
Енкодер на кормилното колело
S20F Цифрово серво с 20 кг въртящ момент
DS5160 Цифрово серво с 60 кг въртящ момент
Плътни гумени колела с диаметър 125 mm
Плътни гумени колела с диаметър 180 mm
254 мм надуваеми гумени колела
Високопрецизен енкодер с 500 линии AB фаза
Система за окачване Коаксиална система за окачване с махало 4W независима система за окачване
Контролен интерфейс
Приложение за iOS и Android чрез Bluetooth или Wifi, PS2, CAN, сериен порт, USB
3. Въвеждане на ROS контролери
Има 2 типа ROS контролери, налични за използване с Rosbot, базиран на платформата Nvidia Jetson. Jetson Orin Nano е подходящ повече за научни изследвания и образование. Jetson Orin NX е идеален за създаване на прототипи на продукти и търговски приложения. Следващата таблица илюстрира основните технически разлики между различните контролери, предлагани от Roboworks. И двете платки позволяват изчисления на високо ниво и са подходящи за усъвършенствани роботизирани приложения като компютърно зрение, дълбоко обучение и планиране на движение.
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
4. Сензорна система: LiDAR и камера за дълбочина. Leishen LSLiDAR е инсталиран на всички варианти на Rosbot с използван модел N10 или M10. Тези LiDAR предлагат 360-градусов обхват на сканиране и възприемане на околната среда и се отличават с компактен и лек дизайн. Те имат високо съотношение сигнал-шум и отлична производителност при откриване на обекти с висока/ниска отразяваща способност и се представят добре при условия на силна светлина. Те имат обхват на засичане от 30 метра и честота на сканиране от 12Hz. Този LiDAR се интегрира безпроблемно в Rosbots, като гарантира, че всички приложения за картографиране и навигация могат лесно да бъдат постигнати във вашия проект. Таблицата по-долу обобщава техническите спецификации на LSLiDAR:
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Освен това всички Rosbots са оборудвани с Orbbec Astra Depth Camera, която е RGBD камера. Тази камера е оптимизирана за множество приложения, включително управление с жестове, проследяване на скелет, 3D сканиране и разработване на облак от точки. Следващата таблица обобщава техническите характеристики на камерата за дълбочина.
5. Платка STM32 (Управление на двигателя, управление на мощността и IMU) Платката STM32F103RC е микроконтролерът, използван във всички Rosbots. Той има високопроизводително ARM Cortex -M3 32-битово RISC ядро, работещо на честота 72MHz заедно с високоскоростни вградени памети. Работи в температурен диапазон от -40°C до +105°C, като е подходящ за всички роботизирани приложения в световен климат. Има режими за пестене на енергия, които позволяват проектиране на приложения с ниска мощност. Някои от приложенията на този микроконтролер включват: моторни задвижвания, контрол на приложения, роботизирано приложение, медицинско и ръчно оборудване, периферни устройства за компютри и игри, GPS платформи, индустриални приложения, видеодомофонна система за алармени системи и скенери.
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
STM32F103RC ядро
Часовник на паметта, нулиране и управление на доставките
Power DMA Debug Mode I/O портове
Таймери
Комуникационен интерфейс
Характеристики
ARM32-битов процесор Cortex M3
Максимална скорост от 72 MHz
512 KB флаш памет
64kB SRAM
2.0 до 3.6 V приложение за захранване и I/O
Режими на заспиване, стоп и готовност
V доставка за RTC и резервни регистри
BAT
12-канален DMA контролер
SWD и JTAG интерфейси
Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell
51 I/O порта (съпоставими на 16 външни вектора за прекъсване и толерантни към 5V)
4×16-битови таймери
2 x 16-битови PWM таймера за управление на мотора (с авариен
спри)
2 x наблюдателни таймера (независими и прозорец)
Таймер SysTick (24-битов брояч надолу)
2 x 16-битови основни таймера за управление на DAC
USB 2.0 интерфейс с пълна скорост
SDIO интерфейс
CAN интерфейс (2.0B активен)
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
6. Система за управление и задвижване Системата за управление и задвижване е интегрирана с дизайна и конструкцията на Rosbot. В зависимост от закупения модел, той ще бъде с 2 или 4 задвижващи колела, като и двете опции са подходящи за различни изследователски и развойни цели. Колелата на всички Rosbots са от твърда гума с гуми със защита срещу сняг. Има коаксиална система за окачване с махало, а най-високата гама Rosbots е оборудвана с амортисьори с независими системи за окачване, което гарантира, че може успешно да се движи по труден терен. Технически спецификации на кормилното управление и шофирането:
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Диаграма на дизайна на шасито на Rosbot: Rosbot 2
Rosbot Pro
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Росбот Плюс
7. Управление на захранването Power Mag – магнитна LFP батерия: Всички Rosbots се доставят с 6000 mAh Power Mag, магнитна LFP (литиево-железен фосфат) батерия и зарядно устройство. Клиентите могат да надстроят батерията до 20000 XNUMX mAh срещу допълнително заплащане. LFP батериите са вид литиево-йонни батерии, известни със своята стабилност, безопасност и дълъг цикъл на живот. За разлика от традиционните литиево-йонни батерии, които използват кобалт или никел, LFP батериите разчитат на железен фосфат, предлагайки по-устойчива и по-малко токсична алтернатива. Те са силно устойчиви на термично бягство, намалявайки риска от прегряване и пожар. Въпреки че имат по-ниска енергийна плътност в сравнение с други литиево-йонни батерии, LFP батериите се отличават с издръжливост, с
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
по-дълъг живот, по-бързо зареждане и по-добра производителност при екстремни температури, което ги прави идеални за електрически превозни средства (EV) и системи за съхранение на енергия. Power Mag може да бъде прикрепен към всякакви метални повърхности на робот благодарение на дизайна на магнитната си основа. Това прави смяната на батериите бърза и лесна.
Технически спецификации:
Модел Батерия
Изключване на основния материал Voltage
Пълен томtage Ток на зареждане
Изхвърляне на материала на корпуса
Изпълнение
6000 mAh 22.4V 6000mAh литиево-железен фосфат
16.5 V 25.55 V
3A Метален 15A Непрекъснат разряд
20000 mAh 22.4V 20000mAh литиево-железен фосфат
16.5 V 25.55 V
3A Метален 20A Непрекъснат разряд
DC4017MM женски конектор
DC4017MM женски конектор
Щепсел
(зареждане) XT60U-F женски
(зареждане) XT60U-F женски
конектор (разреждане)
конектор (разреждане)
Размер Тегло
177*146*42мм 1.72кг
208*154*97мм 4.1кг
Защита на батерията: Късо съединение, свръхток, презареждане, защита от прекомерно разреждане, поддържа зареждане при използване, вграден предпазен клапан, платка със забавяне на горенето.
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Super Charge: Super Charge е станция за автоматично зареждане в комплект с моделите Rosbot 2S, Rosbot Pro S, Rosbot Plus S и може да бъде закупена отделно за работа с Rosbot 2, Rosbot Pro и Rosbot Plus. 8. Дистанционно управление Има 4 начина за дистанционно управление на робота: 8.1 Управляван от PS2 контролер:
8.1.1. Свържете PS2 контролера към печатната платка 8.1.2. Изчакайте, докато индикаторът светне в червено на контролера и след това натиснете бутона Старт. 8.1.3. На екрана на печатната платка бутнете левия джойстик напред и го променете от режим на управление ros на ps2. Следната снимка показва двата различни режима на управление: ROS или PS2:
8.2 Управляван от ros2 възел и клавиатура 8.2.1. Променете режима на управление на ros 8.2.2. Уверете се, че извеждането на робота работи (вижте раздел 9)
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
8.2.3. Изпълнете тази команда: python3 ros2/src/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_keyboard.py 4. Като алтернатива можете да изпълните тази команда:
ros2 стартирайте wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard
8.3 Управляван от ros2 възел и USB A контролер 8.3.1. Свържете USB A контролер 8.3.2. Променете режима на управление на ros 8.3.3. Уверете се, че извеждането на робота работи (вижте раздел 9) 8.3.4. Изпълнете тази команда:
ros2 стартира wheeltec_joy wheeltec_joy.launch.py
8.4 Управляван от мобилно приложение чрез Wifi или Bluetooth връзка Посетете Roboworks App Station webсайт и отворете раздела за мобилни приложения за дистанционно управление, за да изтеглите мобилното приложение за вашия мобилен телефон: https://www.roboworks.net/apps
9. Бърз старт на ROS 2 Когато роботът е включен за първи път, той се управлява от ROS по подразбиране. Това означава, че платката на контролера на шасито STM32 приема команди от контролера ROS 2, като Jetson Orin.
Първоначалната настройка е бърза и лесна, от вашия хост компютър (препоръчва се Ubuntu Linux) се свържете към Wi-Fi горещата точка на робота. Паролата по подразбиране е „dongguan“.
След това се свържете с робота чрез SSH през терминала на Linux, IP адресът е 192.168.0.100, паролата по подразбиране е dongguan. ~$ ssh wheeltec@192.168.0.100 С терминален достъп до робота можете да отидете до папката на работното пространство ROS 2, под „wheeltec_ROS 2“ Преди да стартирате тестови програми, отидете до wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ и намерете wheeltec_udev.sh – Това скриптът трябва да се стартира, обикновено само веднъж, за да се гарантира правилна конфигурация на периферните устройства. Вече можете да тествате функционалността на робота, за да стартирате функционалността на контролера ROS 2, изпълнете:
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
“roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch” ~$ ros2 стартиране turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch Във втори терминал можете да използвате възела keyboard_teleop за валидиране на контрола на шасито, това е модифицирана версия на популярния ROS 2 Turtlebot exampле. Тип (повече управление на телеоперацията е налично в раздел 8): „ros2 run wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard“
10. Предварително инсталирани пакети ROS 2 Humble По-долу са следните пакети, ориентирани към потребителя, докато други пакети може да присъстват, това са само зависимости. turn_on_wheeltec_robot
Този пакет е от решаващо значение за активирането на функционалността на робота и комуникацията с контролера на шасито. Първичният скрипт „turn_on_wheeltec_robot.launch“ трябва да се използва при всяко зареждане за конфигуриране на ROS 2 и контролера. wheeltec_rviz2 Съдържа стартиране files за стартиране на rviz с персонализирана конфигурация за Pickerbot Pro.
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
wheeltec_robot_slam Пакет за картографиране и локализиране на SLAM с персонализирана конфигурация за Pickerbot Pro.
wheeltec_robot_rrt2 Алгоритъм за бързо изследване на произволно дърво – Този пакет позволява на Pickerbot Pro да планира път до желаното от него местоположение, като стартира възли за изследване.
wheeltec_robot_keyboard Удобен пакет за валидиране на функционалността на робота и управление с помощта на клавиатурата, включително от отдалечен хост компютър.
wheeltec_robot_nav2 ROS 2 Navigation 2 възлов пакет.
wheeltec_lidar_ros2 ROS 2 Lidar пакет за конфигуриране на Leishen M10/N10.
wheeltec_joy Контролен пакет за джойстик, съдържа стартиране files за възли на джойстика.
simple_follower_ros2 Основни алгоритми за следване на обекти и линии, използващи лазерно сканиране или камера за дълбочина.
ros2_astra_camera Пакет камера за дълбочина Astra с драйвери и стартиране files.
Авторско право © 2024 Roboworks. Всички права запазени.
Документи / Ресурси
| Програмируеми мобилни роботи ROBOWORKS N10 [pdf] Ръководство на потребителя N10, M10, N10 програмируеми мобилни роботи, N10, програмируеми мобилни роботи, мобилни роботи, роботи |
