N10 Programovatelné mobilní roboty
ROBOWORKS
Návod k použití Rosbot
Připravili: Wayne Liu, Zijie Li, Reilly Smithers & Tara Hercz 30. října 2024 Verze #: 20241030
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
ROBOWORKS
OBSAH
1. Klíčové komponenty 2. Specifikace produktu 3. Úvod do řídicích jednotek ROS 4. Snímací systém: LiDAR a hloubková kamera 5. Deska STM32 (řízení motoru, řízení spotřeby a IMU) 6. Systém řízení a řízení 7. Řízení spotřeby 8. Tele- provoz 9. Rychlý start ROS 2 10. Předinstalované balíčky ROS 2 Humble
Shrnutí Rosbot je určen pro vývojáře, pedagogy a studenty ROS (Robot Operating System). Srdcem Rosbotu je plně programovatelný softwarový framework a konfigurovatelná hardwarová architektura založená na nejpopulárnější robotické platformě – ROS. Rosbot se dodává se čtyřmi modely: Rosbot 2 – Vhodné pro začátečníky ROS a nízkorozpočtové projekty. Rosbot Pro – Vhodné pro vývojáře a pedagogy ROS, kteří potřebují všestranný systém pro rychlé prototypování nebo výuku. Rosbot Plus – Toto je verze 4WD Rosbot s nezávislými systémy odpružení. Tato kategorie je dostatečně závažná, aby byla zvažována pro průmyslový a komerční rozvoj. Rosbot Plus HD – Jedná se o Heavy Duty verzi Rosbot Plus, jejíž maximální užitečné zatížení je až 45 kg. Rosbot přichází s oblíbenými ovladači ROS, jako jsou: · Jetson Orin Nano · Jetson Orin NX
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
ROBOWORKS
1. Klíčová součást
Varia% na Rosbot 2
Obraz
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Rosbot Pro Rosbot Plus
2. Specifikace produktu Matice produktu
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Název produktu Poměr redukce motoru Maximální rychlost Hmotnost Maximální užitečné zatížení Velikost Minimální poloměr otáčení Životnost baterie
Napájení
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
Asi 9.5 hodiny (bez zatížení),
Asi 8.5 hodiny (20 % užitečného zatížení)
Asi 4.5 hodiny (bez zatížení), asi 3 hodiny (20 % užitečného zatížení)
24v 6100 mAh LFP baterie + 3A proudová chytrá nabíječka
Kodér volantu
Digitální servo S20F s točivým momentem 20 kg
Digitální servo DS5160 s točivým momentem 60 kg
Plná gumová kolečka o průměru 125 mm
Plná gumová kolečka o průměru 180 mm
Nafukovací gumová kola o průměru 254 mm
Vysoce přesný enkodér s 500 řádky fáze AB
Závěsný systém Koaxiální kyvadlový závěsný systém 4W Nezávislý závěsný systém
Ovládací rozhraní
Aplikace pro iOS a Android přes Bluetooth nebo Wifi, PS2, CAN, sériový port, USB
3. Představení ROS Controllerů
Pro použití s Rosbotem na platformě Nvidia Jetson jsou k dispozici 2 typy ovladačů ROS. Jetson Orin Nano je vhodný spíše pro výzkum a vzdělávání. Jetson Orin NX je ideální pro prototypování produktů a komerční aplikace. Následující tabulka ukazuje hlavní technické rozdíly mezi různými ovladači dostupnými od Roboworks. Obě desky umožňují vysokou úroveň výpočtů a jsou vhodné pro pokročilé robotické aplikace, jako je počítačové vidění, hluboké učení a plánování pohybu.
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
4. Snímací systém: LiDAR a hloubková kamera Leishen LSLiDAR je nainstalován na všech variantách Rosbot s použitým modelem N10 nebo M10. Tyto LiDARy nabízejí 360° rozsah skenování a vnímání okolí a mohou se pochlubit kompaktním a lehkým designem. Mají vysoký poměr šumu signálu a vynikající detekční výkon na objektech s vysokou/nízkou odrazivostí a fungují dobře v silných světelných podmínkách. Mají detekční dosah 30 metrů a snímací frekvenci 12 Hz. Tento LiDAR se hladce integruje do Rosbotů a zajišťuje, že ve vašem projektu lze snadno dosáhnout všech mapovacích a navigačních použití. Níže uvedená tabulka shrnuje technické specifikace LSLiDAR:
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Všechny Rosboty jsou navíc vybaveny hloubkovou kamerou Orbbec Astra, což je kamera RGBD. Tato kamera je optimalizována pro řadu použití včetně ovládání gesty, sledování kostry, 3D skenování a vývoje mračna bodů. Následující tabulka shrnuje technické vlastnosti hloubkové kamery.
5. Deska STM32 (Řízení motoru, řízení spotřeby a IMU) Deska STM32F103RC je mikrokontrolér používaný ve všech Rosbotech. Má vysoce výkonné ARM Cortex-M3 32bitové RISC jádro pracující na frekvenci 72 MHz spolu s vysokorychlostními vestavěnými pamětmi. Pracuje v teplotním rozsahu -40 °C až +105 °C a vyhovuje všem robotickým aplikacím v celosvětovém klimatu. Existují režimy úspory energie, které umožňují návrh aplikací s nízkou spotřebou. Některé z aplikací tohoto mikrokontroléru zahrnují: motorové pohony, řízení aplikací, robotické aplikace, lékařská a ruční zařízení, PC a herní periferie, platformy GPS, průmyslové aplikace, videotelefony poplašného systému a skenery.
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Jádro STM32F103RC
Hodiny paměti, resetování a správa zásob
Napájení I/O portů režimu ladění DMA
Časovače
Komunikační rozhraní
Vlastnosti
ARM32bitový procesor Cortex M3
Maximální rychlost 72 MHz
512 kB paměti Flash
64 kB paměti SRAM
Napájení aplikace 2.0 až 3.6 V a vstupy/výstupy
Režimy spánku, zastavení a pohotovostního režimu
V napájení pro RTC a záložní registry
NETOPÝR
12kanálový řadič DMA
SWD a JTAG rozhraní
Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell
51 I/O portů (mapovatelné na 16 externích vektorů přerušení a 5V tolerantní)
4×16bitové časovače
2 x 16bitové PWM časovače řízení motoru (s nouzovým
zastávka)
2 x hlídací časovač (nezávislý a okenní)
Časovač SysTick (24bitový downcounter)
2 x 16bitové základní časovače pro řízení DAC
Plně rychlostní rozhraní USB 2.0
Rozhraní SDIO
Rozhraní CAN (2.0B aktivní)
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
6. Systém řízení a řízení Systém řízení a řízení je integrován s designem a konstrukcí Rosbota. V závislosti na zakoupeném modelu se bude jednat o pohon 2 nebo 4 kol, přičemž obě možnosti jsou vhodné pro různé účely výzkumu a vývoje. Kola na všech Rosbotech jsou celopryžová s pneumatikami třídy ochrany proti sněhu. K dispozici je koaxiální kyvadlový systém odpružení a Rosboty nejvyšší řady jsou vybaveny tlumiči s nezávislými systémy odpružení, které zajišťují úspěšnou jízdu v obtížném terénu. Technické specifikace řízení a řízení:
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Schéma konstrukce podvozku Rosbot: Rosbot 2
Rosbot Pro
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Rosbot Plus
7. Řízení spotřeby Power Mag – Magnetická LFP baterie: Všechny Rosboty jsou dodávány s 6000 mAh Power Mag, magnetickou LFP (Lithium Iron Phosphate) baterií a nabíječkou. Zákazníci mohou za příplatek upgradovat baterii na 20000 XNUMX mAh. Baterie LFP jsou typem lithium-iontové baterie známé pro svou stabilitu, bezpečnost a dlouhou životnost. Na rozdíl od tradičních lithium-iontových baterií, které využívají kobalt nebo nikl, se LFP baterie spoléhají na fosforečnan železitý, čímž nabízejí udržitelnější a méně toxickou alternativu. Jsou vysoce odolné vůči tepelnému úniku, čímž snižují riziko přehřátí a požáru. Zatímco mají nižší energetickou hustotu ve srovnání s jinými lithium-iontovými bateriemi, baterie LFP vynikají odolností
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
delší životnost, rychlejší nabíjení a lepší výkon v extrémních teplotách, díky čemuž jsou ideální pro elektrická vozidla (EV) a systémy pro ukládání energie. Power Mag lze připevnit na jakýkoli kovový povrch robota díky designu magnetické základny. Díky tomu je výměna baterií rychlá a snadná.
Technické specifikace:
Model baterie
Materiál jádra Cutoff Voltage
Plný svtage Nabíjecí proud
Vybíjení materiálu pláště
Výkon
6000 mAh 22.4V 6000mAh Lithium Iron Phosphate
16.5 V 25.55 V
3A Kov 15A Nepřetržitý výboj
20000 mAh 22.4V 20000mAh Lithium Iron Phosphate
16.5 V 25.55 V
3A Kov 20A Nepřetržitý výboj
Konektor DC4017MM samice
Konektor DC4017MM samice
Zástrčka
(nabíjení) XT60U-F samice
(nabíjení) XT60U-F samice
konektor (vybíjení)
konektor (vybíjení)
Velikost Hmotnost
177*146*42mm 1.72kg
208*154*97mm 4.1kg
Ochrana baterie: Zkrat, nadproud, přebití, ochrana proti nadměrnému vybití, podpora nabíjení při používání, vestavěný bezpečnostní ventil, deska zpomalující hoření.
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Super Charge: Super Charge je automatická nabíjecí stanice dodávaná s modely Rosbot 2S, Rosbot Pro S, Rosbot Plus S a lze ji zakoupit samostatně pro práci s Rosbot 2, Rosbot Pro a Rosbot Plus. 8. Teleobsluha Robota lze ovládat 4 způsoby: 8.1 Ovládání pomocí ovladače PS2:
8.1.1. Připojte ovladač PS2 k desce PCB 8.1.2. Počkejte, až se indikátor na ovladači rozsvítí červeně, a poté stiskněte tlačítko Start. 8.1.3. Na obrazovce desky plošných spojů zatlačte levý joystick dopředu a změňte jej z režimu ovládání ros na ps2. Následující fotografie ukazuje dva různé režimy ovládání: ROS nebo PS2:
8.2 Ovládání uzlem ros2 a klávesnicí 8.2.1. Změňte režim ovládání na ros 8.2.2. Ujistěte se, že spuštění robota běží (viz část 9)
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
8.2.3. Spusťte tento příkaz: python3 ros2/src/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_keyboard.py 4. Alternativně můžete spustit tento příkaz:
ros2 spustit wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard
8.3 Ovládání uzlem ros2 a řadičem USB A 8.3.1. Připojení ovladače USB A 8.3.2. Změňte režim ovládání na ros 8.3.3. Ujistěte se, že spuštění robota běží (viz část 9) 8.3.4. Spusťte tento příkaz:
ros2 spustí wheeltec_joy wheeltec_joy.launch.py
8.4 Ovládání pomocí mobilní aplikace přes Wifi nebo Bluetooth připojení Navštivte Roboworks App Station weba přejděte do sekce Remote Control Mobile Apps a stáhněte si mobilní aplikaci pro váš mobilní telefon: https://www.roboworks.net/apps
9. Rychlý start ROS 2 Když je robot poprvé zapnut, je ve výchozím nastavení řízen pomocí ROS. To znamená, že deska řadiče podvozku STM32 přijímá příkazy z řadiče ROS 2, jako je Jetson Orin.
Počáteční nastavení je rychlé a snadné, z hostitelského počítače (doporučeno Ubuntu Linux) se připojte k hotspotu Wi-Fi robota. Výchozí heslo je „dongguan“.
Dále se připojte k robotu pomocí SSH přes linuxový terminál, IP adresa je 192.168.0.100, výchozí heslo je dongguan. ~$ ssh wheeltec@192.168.0.100 S terminálovým přístupem k robotovi můžete přejít do složky pracovního prostoru ROS 2 pod „wheeltec_ROS 2“ Před spuštěním testovacích programů přejděte na wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ a vyhledejte wheeltec_udev.sh – toto skript musí být spuštěn, obvykle pouze jednou, aby byla zajištěna správná konfigurace periferií. Nyní můžete otestovat funkčnost robota a spustit funkci ovladače ROS 2:
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
“roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch” ~$ ros2 launch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch V druhém terminálu můžete použít uzel keyboard_teleop k ověření ovládání podvozku, toto je upravená verze oblíbeného ROS 2 Turtlebot example. Typ (další tele-op ovládání je k dispozici v sekci 8): „ros2 run wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard“
10. Předinstalované balíčky ROS 2 Humble Níže jsou uvedeny uživatelsky orientované balíčky, i když mohou být přítomny jiné balíčky, jedná se pouze o závislosti. turn_on_wheeltec_robot
Tento balíček je zásadní pro umožnění funkčnosti robota a komunikace s řídicí jednotkou podvozku. Primární skript „turn_on_wheeltec_robot.launch“ musí být použit při každém spouštění ke konfiguraci ROS 2 a řadiče. wheeltec_rviz2 Obsahuje spuštění files ke spuštění rviz s vlastní konfigurací pro Pickerbot Pro.
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
wheeltec_robot_slam Balíček mapování a lokalizace SLAM s vlastní konfigurací pro Pickerbot Pro.
wheeltec_robot_rrt2 Rychlé prozkoumání algoritmu náhodného stromu – Tento balíček umožňuje Pickerbotu Pro naplánovat cestu k požadovanému umístění spuštěním průzkumných uzlů.
wheeltec_robot_keyboard Praktický balíček pro ověřování funkčnosti robota a ovládání pomocí klávesnice, včetně ze vzdáleného hostitelského počítače.
wheeltec_robot_nav2 balíček uzlu ROS 2 Navigation 2.
wheeltec_lidar_ros2 Balíček ROS 2 Lidar pro konfiguraci Leishen M10/N10.
Wheeltec_joy Balíček ovládání joysticku, obsahuje spuštění files pro uzly joysticku.
simple_follower_ros2 Základní algoritmy sledování objektů a čar využívající buď laserové skenování nebo hloubkovou kameru.
ros2_astra_camera Balíček hloubkové kamery Astra s ovladači a spuštěním files.
Copyright © 2024 Roboworks. Všechna práva vyhrazena.
Dokumenty / zdroje
 |
ROBOWORKS N10 Programovatelné mobilní roboty [pdfUživatelská příručka N10, M10, N10 Programovatelné mobilní roboty, N10, Programovatelné mobilní roboty, Mobilní roboty, Roboty |
