N10 Programovateľné mobilné roboty
ROBOWORKS
Návod na použitie Rosbot
Pripravili: Wayne Liu, Zijie Li, Reilly Smithers & Tara Hercz 30. októbra 2024 Verzia #: 20241030
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
ROBOWORKS
OBSAH
1. Kľúčové komponenty 2. Špecifikácie produktu 3. Úvod do ovládačov ROS 4. Systém snímania: LiDAR a hĺbková kamera 5. Doska STM32 (ovládanie motora, riadenie napájania a IMU) 6. Systém riadenia a riadenia 7. Správa napájania 8. Tele- obsluha 9. Rýchly štart ROS 2 10. Predinštalované balíčky ROS 2 Humble
Zhrnutie Rosbot je určený pre vývojárov, pedagógov a študentov ROS (Robot Operating System). Srdcom Rosbotu je plne programovateľný softvérový rámec a konfigurovateľná hardvérová architektúra založená na najpopulárnejšej robotickej platforme – ROS. Rosbot sa dodáva so štyrmi modelmi: Rosbot 2 – Vhodné pre začiatočníkov ROS a nízkorozpočtové projekty. Rosbot Pro – Vhodné pre ROS vývojárov a pedagógov, ktorí potrebujú všestranný systém na rýchle prototypovanie alebo výučbu. Rosbot Plus – Toto je verzia 4WD Rosbot s nezávislými systémami odpruženia. Táto kategória je dostatočne vážna na to, aby sa zvažovala pre priemyselný a komerčný rozvoj. Rosbot Plus HD – Ide o Heavy Duty verziu Rosbot Plus, ktorej maximálne užitočné zaťaženie je až 45 kg. Rosbot prichádza s populárnymi ovládačmi ROS, ako sú: · Jetson Orin Nano · Jetson Orin NX
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
ROBOWORKS
1. Kľúčový komponent
Varia% na Rosbot 2
Obrázok
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Rosbot Pro Rosbot Plus
2. Špecifikácie produktu Matica produktu
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Názov produktu Redukčný pomer motora Maximálna rýchlosť Hmotnosť Max. užitočné zaťaženie Veľkosť Minimálny polomer otáčania Životnosť batérie
Napájanie
Rosbot 2 1:27
Rosbot Pro 1:18
Rosbot Plus 1:18
Rosbot Plus HD 1:47
1.3 m/s 9.26 kg 16 kg 445*360*206mm 0.77m
1.65 m/s
2.33 m/s
0.89 m/s
19.54 kg
35.16 kg
35.18 kg
20 kg
22 kg
45 kg
774*570*227mm 766*671*319mm 766*671*319mm
1.02 m
1.29 m
1.29 m
Približne 9.5 hodiny (bez zaťaženia),
Približne 8.5 hodiny (20 % užitočného zaťaženia)
Približne 4.5 hodiny (bez zaťaženia), približne 3 hodiny (20 % užitočného zaťaženia)
24v 6100 mAh LFP batéria + 3A prúdová inteligentná nabíjačka
Kodér kolies volantu
Digitálne servo S20F s momentom 20 kg
DS5160 60kg krútiaci moment digitálne servo
Pevné gumené kolieska s priemerom 125 mm
Pevné gumené kolieska s priemerom 180 mm
Gumové nafukovacie kolesá s priemerom 254 mm
500 riadkový vysoko presný kódovač fázy AB
Závesný systém Koaxiálny kyvadlový závesný systém 4W Nezávislý závesný systém
Ovládacie rozhranie
Aplikácia pre iOS a Android cez Bluetooth alebo Wifi, PS2, CAN, sériový port, USB
3. Predstavenie ROS Controllerov
K dispozícii sú 2 typy ovládačov ROS na použitie s Rosbotom založeným na platforme Nvidia Jetson. Jetson Orin Nano je vhodný skôr pre výskum a vzdelávanie. Jetson Orin NX je ideálny pre prototypovanie produktov a komerčné aplikácie. Nasledujúca tabuľka ilustruje hlavné technické rozdiely medzi rôznymi ovládačmi dostupnými od Roboworks. Obe dosky umožňujú vysokú úroveň výpočtov a sú vhodné pre pokročilé robotické aplikácie, ako je počítačové videnie, hlboké učenie a plánovanie pohybu.
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
4. Snímací systém: LiDAR a hĺbková kamera Leishen LSLiDAR je nainštalovaný na všetkých variáciách Rosbot s použitým modelom N10 alebo M10. Tieto LiDAR ponúkajú 360-stupňový rozsah skenovania a vnímanie okolia a môžu sa pochváliť kompaktným a ľahkým dizajnom. Majú vysoký pomer šumu signálu a vynikajúci detekčný výkon na objektoch s vysokou/nízkou odrazivosťou a fungujú dobre v silných svetelných podmienkach. Majú dosah detekcie 30 metrov a frekvenciu skenovania 12 Hz. Tento LiDAR sa bez problémov integruje do Rosbotov, čím zaisťuje, že vo vašom projekte možno ľahko dosiahnuť všetky mapovacie a navigačné použitia. V tabuľke nižšie sú zhrnuté technické špecifikácie LSLiDAR:
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Okrem toho sú všetky Rosboty vybavené hĺbkovou kamerou Orbbec Astra, čo je RGBD kamera. Táto kamera je optimalizovaná pre celý rad použití vrátane ovládania gestami, sledovania kostry, 3D skenovania a vývoja mračna bodov. Nasledujúca tabuľka sumarizuje technické vlastnosti hĺbkovej kamery.
5. Doska STM32 (riadenie motora, riadenie napájania a IMU) Doska STM32F103RC je mikrokontrolér používaný vo všetkých Rosbotoch. Má vysoko výkonné jadro ARM Cortex-M3 32-bitové RISC pracujúce na frekvencii 72 MHz spolu s vysokorýchlostnými vstavanými pamäťami. Pracuje v rozsahu teplôt -40 °C až +105 °C a vyhovuje všetkým robotickým aplikáciám v celosvetových klimatických podmienkach. Existujú režimy úspory energie, ktoré umožňujú navrhovať aplikácie s nízkou spotrebou energie. Niektoré z aplikácií tohto mikrokontroléra zahŕňajú: motorové pohony, riadenie aplikácií, robotické aplikácie, lekárske a ručné zariadenia, PC a herné periférie, platformy GPS, priemyselné aplikácie, videovrátnik a skenery poplašného systému.
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Jadro STM32F103RC
Hodiny pamäte, resetovanie a správa zásob
Napájanie I/O portov režimu ladenia DMA
Časovače
Komunikačné rozhranie
Vlastnosti
ARM32-bitový procesor Cortex M3
Maximálna rýchlosť 72 MHz
512 kB flash pamäte
64 kB pamäte SRAM
2.0 až 3.6 V aplikačné napájanie a I/O
Režimy spánku, zastavenia a pohotovostného režimu
V napájanie RTC a záložných registrov
BAT
12-kanálový radič DMA
SWD a JTAG rozhrania
Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell
51 I/O portov (mapovateľných na 16 externých prerušovacích vektoroch a 5V tolerantných)
4×16-bitové časovače
2 x 16-bitové PWM časovače riadenia motora (s núdzovým
zastaviť)
2 x časovač strážneho psa (nezávislý a okenný)
SysTick časovač (24-bitový downcounter)
2 x 16-bitové základné časovače na pohon DAC
Plnorýchlostné rozhranie USB 2.0
Rozhranie SDIO
Rozhranie CAN (2.0B aktívne)
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
6. Systém riadenia a riadenia Systém riadenia a riadenia je integrovaný s dizajnom a konštrukciou Rosbota. V závislosti od zakúpeného modelu pôjde o pohon 2 alebo 4 kolies, pričom obe možnosti sú vhodné na rôzne výskumné a vývojové účely. Kolesá na všetkých Rosbotoch sú z plnej gumy s pneumatikami na ochranu proti snehu. K dispozícii je koaxiálny kyvadlový systém odpruženia a Rosboty najvyššej rady sú vybavené tlmičmi s nezávislými systémami odpruženia, ktoré zaisťujú úspešnú jazdu v ťažkom teréne. Technické špecifikácie riadenia a jazdy:
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Schéma konštrukcie podvozku Rosbot: Rosbot 2
Rosbot Pro
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Rosbot Plus
7. Správa napájania Power Mag – Magnetická LFP batéria: Všetky Rosboty sa dodávajú s 6000 mAh Power Mag, magnetickou LFP (lítium-železofosfátovou) batériou a nabíjačkou. Zákazníci môžu za príplatok upgradovať batériu na 20000 XNUMX mAh. Batérie LFP sú typom lítium-iónovej batérie známej pre svoju stabilitu, bezpečnosť a dlhú životnosť. Na rozdiel od tradičných lítium-iónových batérií, ktoré používajú kobalt alebo nikel, batérie LFP sa spoliehajú na fosforečnan železa, čím ponúkajú udržateľnejšiu a menej toxickú alternatívu. Sú vysoko odolné voči tepelnému úniku, čím znižujú riziko prehriatia a požiaru. Aj keď majú nižšiu energetickú hustotu v porovnaní s inými lítium-iónovými batériami, batérie LFP vynikajú odolnosťou, s
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
dlhšia životnosť, rýchlejšie nabíjanie a lepší výkon v extrémnych teplotách, vďaka čomu sú ideálne pre elektrické vozidlá (EV) a systémy skladovania energie. Power Mag môže byť pripevnený k akémukoľvek kovovému povrchu robota vďaka dizajnu magnetickej základne. Vďaka tomu je výmena batérií rýchla a jednoduchá.
Technické špecifikácie:
Batéria modelu
Materiál jadra Cutoff Voltage
Full Voltage Nabíjací prúd
Vypúšťanie materiálu plášťa
Výkon
6000 mAh 22.4V 6000mAh lítium-železofosfát
16.5 V 25.55 V
3A kov 15A nepretržité vybíjanie
20000 mAh 22.4V 20000mAh lítium-železofosfát
16.5 V 25.55 V
3A kov 20A nepretržité vybíjanie
Konektor DC4017MM samica
Konektor DC4017MM samica
Zástrčka
(nabíjanie) XT60U-F samica
(nabíjanie) XT60U-F samica
konektor (vybíjanie)
konektor (vybíjanie)
Veľkosť Hmotnosť
177*146*42mm 1.72kg
208*154*97mm 4.1kg
Ochrana batérie: Skrat, nadprúd, prebitie, ochrana proti nadmernému vybitiu, podpora nabíjania počas používania, vstavaný bezpečnostný ventil, doska spomaľujúca horenie.
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Super Charge: Super Charge je automatická nabíjacia stanica dodávaná s modelmi Rosbot 2S, Rosbot Pro S, Rosbot Plus S a možno ju zakúpiť samostatne, aby fungovala s Rosbot 2, Rosbot Pro a Rosbot Plus. 8. Teleobsluha Robota možno ovládať 4 spôsobmi: 8.1 Ovládané ovládačom PS2:
8.1.1. Pripojte ovládač PS2 k doske PCB 8.1.2. Počkajte, kým sa indikátor na ovládači nerozsvieti na červeno a potom stlačte tlačidlo Štart. 8.1.3. Na obrazovke dosky plošných spojov zatlačte ľavý joystick dopredu a zmeňte ho z režimu ros na režim ovládania ps2. Nasledujúca fotografia zobrazuje dva rôzne režimy ovládania: ROS alebo PS2:
8.2 Ovládané uzlom ros2 a klávesnicou 8.2.1. Zmeňte režim ovládania na ros 8.2.2. Uistite sa, že spúšťanie robota beží (pozri časť 9)
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
8.2.3. Spustite tento príkaz: python3 ros2/src/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_keyboard.py 4. Prípadne môžete spustiť tento príkaz:
ros2 spustiť wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard
8.3 Ovládané uzlom ros2 a ovládačom USB A 8.3.1. Pripojenie ovládača USB A 8.3.2. Zmeňte režim ovládania na ros 8.3.3. Uistite sa, že spúšťanie robota beží (pozri časť 9) 8.3.4. Spustite tento príkaz:
ros2 spustenie wheeltec_joy wheeltec_joy.launch.py
8.4 Ovládanie mobilnou aplikáciou cez Wifi alebo Bluetooth pripojenie Navštívte Roboworks App Station weba prejdite do sekcie Remote Control Mobile Apps a stiahnite si mobilnú aplikáciu pre váš mobilný telefón: https://www.roboworks.net/apps
9. ROS 2 Rýchly štart Keď je robot prvýkrát zapnutý, je štandardne riadený ROS. To znamená, že doska ovládača podvozku STM32 prijíma príkazy z ovládača ROS 2, ako je Jetson Orin.
Počiatočné nastavenie je rýchle a jednoduché, z hostiteľského počítača (odporúča sa Ubuntu Linux) sa pripojte k hotspotu Wi-Fi robota. Predvolené heslo je „dongguan“.
Ďalej sa pripojte k robotu pomocou SSH cez terminál Linux, IP adresa je 192.168.0.100, predvolené heslo je dongguan. ~$ ssh wheeltec@192.168.0.100 S terminálovým prístupom k robotu môžete prejsť do priečinka pracovného priestoru ROS 2 pod „wheeltec_ROS 2“ Pred spustením testovacích programov prejdite na wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ a vyhľadajte wheeltec_udev.sh – toto skript musí byť spustený, zvyčajne iba raz, aby sa zabezpečila správna konfigurácia periférnych zariadení. Teraz môžete otestovať funkčnosť robota, aby ste spustili funkčnosť ovládača ROS 2, spustite:
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
“roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch” ~$ ros2 launch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch V druhom termináli môžete použiť uzol keyboard_teleop na overenie ovládania podvozku, toto je upravená verzia populárneho ROS 2 Turtlebot example. Typ (viac tele-op ovládania je k dispozícii v časti 8): „ros2 run wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard“
10. Predinštalované balíky ROS 2 Humble Nižšie sú uvedené nasledujúce balíky orientované na používateľa, aj keď môžu byť prítomné aj iné balíky, ide len o závislosti. turn_on_wheeltec_robot
Tento balík je rozhodujúci pre umožnenie funkčnosti robota a komunikácie s ovládačom podvozku. Primárny skript „turn_on_wheeltec_robot.launch“ sa musí použiť pri každom spustení na konfiguráciu ROS 2 a ovládača. wheeltec_rviz2 Obsahuje spustenie files na spustenie rviz s vlastnou konfiguráciou pre Pickerbot Pro.
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
wheeltec_robot_slam Mapovací a lokalizačný balík SLAM s vlastnou konfiguráciou pre Pickerbot Pro.
wheeltec_robot_rrt2 Rýchle skúmanie algoritmu náhodného stromu – Tento balík umožňuje Pickerbot Pro naplánovať cestu k požadovanému umiestneniu spustením prieskumných uzlov.
wheeltec_robot_keyboard Pohodlný balík na overenie funkčnosti robota a ovládanie pomocou klávesnice, a to aj zo vzdialeného hostiteľského počítača.
wheeltec_robot_nav2 balík uzlov ROS 2 Navigation 2.
Wheeltec_lidar_ros2 Balík ROS 2 Lidar na konfiguráciu Leishen M10/N10.
Wheeltec_joy Balík ovládania joysticku, obsahuje spúšťanie files pre uzly joysticku.
simple_follower_ros2 Základné algoritmy sledovania objektov a línií pomocou laserového skenovania alebo hĺbkovej kamery.
ros2_astra_camera Balík hĺbkovej kamery Astra s ovládačmi a spustením files.
Copyright © 2024 Roboworks. Všetky práva vyhradené.
Dokumenty / zdroje
| ROBOWORKS N10 Programovateľné mobilné roboty [pdf] Návod na použitie N10, M10, N10 Programovateľné mobilné roboty, N10, Programovateľné mobilné roboty, Mobilné Roboty, Roboty |
