Програмовані мобільні роботи N10
РОБОВОРКС
Інструкція користувача Rosbot
Підготовано: Уейн Лю, Зіцзі Лі, Рейлі Смітерс і Тара Герц 30 жовтня 2024 р. Номер версії: 20241030
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
РОБОВОРКС
ЗМІСТ
1. Ключові компоненти 2. Технічні характеристики продукту 3. Ознайомлення з контролерами ROS 4. Система датчиків: LiDAR і камера глибини 5. Плата STM32 (керування двигуном, керування живленням і IMU) 6. Система керування та водіння 7. Керування живленням 8. Дистанційне керування 9. Швидкий старт ROS 2 10. Попередньо встановлені пакети ROS 2 Humble
Резюме Rosbot розроблено для розробників ROS (операційної системи роботів), викладачів і студентів. Серцем Rosbot є повністю програмований фреймворк програмного забезпечення та конфігурована апаратна архітектура на основі найпопулярнішої роботизованої платформи – ROS. Rosbot поставляється з чотирма моделями: Rosbot 2 – підходить для початківців ROS і малобюджетних проектів. Rosbot Pro – підходить для розробників ROS і викладачів, яким потрібна універсальна система для швидкого створення прототипів або навчання. Rosbot Plus – це повнопривідна версія Rosbot з незалежною системою підвіски. Ця категорія досить серйозна, щоб її можна було розглядати для промислового та комерційного розвитку. Rosbot Plus HD – це важка версія Rosbot Plus з максимальним корисним навантаженням до 4 кг. Rosbot поставляється з такими популярними контролерами ROS, як: · Jetson Orin Nano · Jetson Orin NX
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
РОБОВОРКС
1. Ключовий компонент
Varia% на Росбот 2
Зображення
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Росбот Про Росбот Плюс
2. Технічні характеристики продукту. Матриця продукту
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Назва продукту Коефіцієнт зменшення двигуна Макс. швидкість Вага Макс. розмір корисного навантаження Мінімальний радіус повороту Термін служби батареї
Джерело живлення
Росбот 2 1:27
Росбот Про 1:18
Росбот Плюс 1:18
Росбот Плюс HD 1:47
1.3 м/с 9.26 кг 16 кг 445*360*206 мм 0.77 м
1.65 м/с
2.33 м/с
0.89 м/с
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
Близько 9.5 годин (без навантаження),
Близько 8.5 годин (20% корисного навантаження)
Близько 4.5 годин (без навантаження), близько 3 годин (20% корисного навантаження)
Акумулятор LFP 24v 6100 mAh + розумний зарядний пристрій на струм 3A
Кодер рульового механізму
Цифровий сервопривод S20F крутним моментом 20 кг
Цифровий сервопривод DS5160 60 кг крутного моменту
Тверді гумові колеса діаметром 125 мм
Тверді гумові колеса діаметром 180 мм
Надувні гумові колеса 254 мм
Високоточний кодер фази AB на 500 ліній
Система підвіски Коаксіальна маятникова підвіска Система незалежної підвіски 4 Вт
Інтерфейс керування
Програма для iOS і Android через Bluetooth або Wi-Fi, PS2, CAN, послідовний порт, USB
3. Впровадження контролерів ROS
Є 2 типи контролерів ROS, доступних для використання з Rosbot на основі платформи Nvidia Jetson. Jetson Orin Nano більше підходить для досліджень і освіти. Jetson Orin NX ідеально підходить для створення прототипів продуктів і комерційних застосувань. У наступній таблиці показано основні технічні відмінності між різними контролерами, доступними від Roboworks. Обидві плати забезпечують високий рівень обчислень і підходять для передових роботизованих програм, таких як комп’ютерне бачення, глибоке навчання та планування руху.
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
4. Система зондування: LiDAR і камера глибини Leishen LSLiDAR встановлено на всіх варіантах Rosbot з використанням моделі N10 або M10. Ці LiDAR пропонують діапазон сканування на 360 градусів і сприйняття навколишнього середовища, а також мають компактний і легкий дизайн. Вони мають високий коефіцієнт сигналу-шуму та відмінну продуктивність виявлення об’єктів із високим/низьким відбиттям і добре працюють в умовах сильного освітлення. Вони мають дальність виявлення 30 метрів і частоту сканування 12 Гц. Цей LiDAR бездоганно інтегрується в Rosbots, гарантуючи, що всі картографічні та навігаційні використання можна легко досягти у вашому проекті. У таблиці нижче наведені технічні характеристики LSLiDAR:
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Крім того, усі Rosbots оснащені камерою глибини Orbbec Astra, яка є камерою RGBD. Ця камера оптимізована для різноманітних застосувань, включаючи керування жестами, відстеження скелета, 3D-сканування та створення хмари точок. У наступній таблиці підсумовано технічні характеристики камери глибини.
5. Плата STM32 (Керування двигуном, керування живленням та IMU) Плата STM32F103RC — це мікроконтролер, який використовується в усіх Rosbots. Він має високопродуктивне 3-розрядне ядро RISC ARM Cortex -M32, що працює на частоті 72 МГц, а також високошвидкісну вбудовану пам’ять. Він працює в температурному діапазоні від -40°C до +105°C, що підходить для всіх роботів у кліматичних умовах у всьому світі. Існують режими енергозбереження, які дозволяють проектувати програми з низьким енергоспоживанням. Деякі з застосувань цього мікроконтролера включають: приводи двигунів, керування додатками, роботизоване застосування, медичне та портативне обладнання, периферійні пристрої для комп’ютерів та ігор, платформи GPS, промислові програми, відеодомофон і сканери системи сигналізації.
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Ядро STM32F103RC
Годинник спогадів, скидання та керування запасами
Порти вводу-виводу Power DMA Debug Mode
Таймери
Інтерфейс зв'язку
особливості
ARM32-розрядний процесор Cortex M3
Максимальна швидкість 72 МГц
512 КБ флеш-пам'яті
64 КБ SRAM
Від 2.0 до 3.6 В живлення додатків і введення/виведення
Режими сну, зупинки та очікування
V живлення для RTC і резервних регістрів
BAT
12-канальний контролер DMA
SWD і JTAG інтерфейси
Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell
51 порт вводу/виводу (можливість відображення на 16 векторах зовнішніх переривань і стійкість до 5 В)
4×16-бітні таймери
2 x 16-розрядні ШІМ-таймери керування двигуном (з аварійним
СТІЙ)
2 сторожові таймери (незалежні та віконні)
Таймер SysTick (24-розрядний лічильник)
2 x 16-розрядних базових таймера для управління ЦАП
Повношвидкісний інтерфейс USB 2.0
Інтерфейс SDIO
Інтерфейс CAN (2.0B Active)
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
6. Система керування та водіння Система керування та водіння інтегрована в дизайн та збірку Rosbot. Залежно від придбаної моделі, це буде або 2-, або 4-колісний привід, причому обидва варіанти підходять для різноманітних науково-дослідних цілей. Колеса на всіх Rosbots суцільногумові з снігозахистними шинами. Існує коаксіальна маятникова система підвіски, а топові моделі Rosbots оснащені амортизаторами з незалежними системами підвіски, що забезпечує його здатність успішно пересуватися по складній місцевості. Технічні характеристики рульового керування та водіння:
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Схема конструкції шасі Rosbot: Rosbot 2
Росбот Про
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Росбот Плюс
7. Управління живленням Power Mag – магнітна батарея LFP: усі Rosbots постачаються з Power Mag на 6000 мАг, магнітною LFP (літієво-залізо-фосфатною) батареєю та зарядним пристроєм. Клієнти можуть збільшити батарею до 20000 мАг за додаткову плату. Акумулятори LFP – це тип літій-іонних акумуляторів, відомих своєю стабільністю, безпекою та тривалим терміном служби. На відміну від традиційних літій-іонних батарей, які використовують кобальт або нікель, батареї LFP покладаються на фосфат заліза, пропонуючи більш стійку та менш токсичну альтернативу. Вони мають високу стійкість до перегріву, що знижує ризик перегріву та пожежі. Хоча вони мають нижчу щільність енергії порівняно з іншими літій-іонними батареями, батареї LFP відрізняються довговічністю, з
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
довший термін служби, швидша зарядка та краща продуктивність за екстремальних температур, що робить їх ідеальними для електромобілів (EV) і систем зберігання енергії. Power Mag можна прикріпити до будь-яких металевих поверхонь робота завдяки конструкції магнітної основи. Це робить заміну батарей швидкою та легкою.
Технічні характеристики:
Модель акумулятора
Основний матеріал Cutoff Voltage
Повний томtage Струм заряджання
Розряд матеріалу оболонки
Продуктивність
6000 мАг 22.4 В 6000 мАг літій залізофосфат
16.5 В 25.55 В
3A Метал 15A Постійний розряд
20000 мАг 22.4 В 20000 мАг літій залізофосфат
16.5 В 25.55 В
3A Метал 20A Постійний розряд
Гніздо DC4017MM
Гніздо DC4017MM
Вилка
(зарядка) XT60U-F жіночий
(зарядка) XT60U-F жіночий
роз'єм (розрядний)
роз'єм (розрядний)
Розмір Вага
177*146*42 мм 1.72 кг
208*154*97 мм 4.1 кг
Захист акумулятора: коротке замикання, перевантаження по струму, перезаряд, захист від надмірного розряду, підтримка заряджання під час використання, вбудований запобіжний клапан, вогнезахисна плата.
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Super Charge: Super Charge — це автоматична зарядна станція, що постачається в комплекті з моделями Rosbot 2S, Rosbot Pro S, Rosbot Plus S і може бути придбана окремо для роботи з Rosbot 2, Rosbot Pro і Rosbot Plus. 8. Дистанційне керування. Є 4 способи дистанційного керування роботом: 8.1 Керування контролером PS2:
8.1.1. Підключіть контролер PS2 до друкованої плати 8.1.2. Зачекайте, поки індикатор на контролері не стане червоним, а потім натисніть кнопку «Пуск». 8.1.3. На екрані друкованої плати натисніть лівий джойстик вперед і змініть режим керування з ros на ps2. На наступній фотографії показано два різних режими керування: ROS або PS2:
8.2 Керується вузлом ros2 і клавіатурою 8.2.1. Змінити режим керування на рос 8.2.2. Переконайтеся, що запуск робота запущено (див. розділ 9)
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
8.2.3. Виконайте цю команду: python3 ros2/src/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_keyboard.py 4. Крім того, ви можете виконати цю команду:
ros2 запустити wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard
8.3 Керується вузлом ros2 і контролером USB A 8.3.1. Підключіть контролер USB A 8.3.2. Змінити режим керування на рос 8.3.3. Переконайтеся, що функція виклику робота запущена (див. розділ 9) 8.3.4. Виконайте цю команду:
ros2 запуск wheeltec_joy wheeltec_joy.launch.py
8.4 Керування мобільним додатком через з’єднання Wi-Fi або Bluetooth Відвідайте Roboworks App Station webі перейдіть до розділу мобільних програм дистанційного керування, щоб завантажити мобільну програму для свого мобільного телефону: https://www.roboworks.net/apps
9. Швидкий старт ROS 2 Коли робота вперше ввімкнено, він керується ROS за замовчуванням. Це означає, що плата контролера шасі STM32 приймає команди від контролера ROS 2, наприклад Jetson Orin.
Початкове налаштування швидке й просте: підключіться до точки доступу Wi-Fi робота зі свого хост-комп’ютера (рекомендується Ubuntu Linux). Пароль за замовчуванням «dongguan».
Далі підключіться до робота за допомогою SSH через термінал Linux, IP-адреса – 192.168.0.100, пароль за замовчуванням – dongguan. ~$ ssh wheeltec@192.168.0.100 Маючи термінальний доступ до робота, ви можете перейти до папки робочої області ROS 2 у розділі «wheeltec_ROS 2». Перед запуском тестових програм перейдіть до wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ і знайдіть wheeltec_udev.sh – цей сценарій потрібно запускати, зазвичай лише один раз, щоб гарантувати правильна конфігурація периферійних пристроїв. Тепер ви можете протестувати функціональність робота, щоб запустити функціональність контролера ROS 2, виконайте:
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
“roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch” ~$ ros2 launch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch У другому терміналі ви можете використовувати вузол keyboard_teleop для перевірки керування шасі, це модифікована версія популярного ROS 2 Turtlebot example. Введіть (більше керування телеоперацією доступно в розділі 8): «ros2 run wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard»
10. Попередньо встановлені пакунки ROS 2 Humble Нижче наведено наступні пакунки, орієнтовані на користувача, хоча інші пакунки можуть бути присутніми, але це лише залежності. turn_on_wheeltec_robot
Цей пакет має вирішальне значення для забезпечення роботи робота та зв’язку з контролером шасі. Основний сценарій «turn_on_wheeltec_robot.launch» потрібно використовувати під час кожного завантаження для налаштування ROS 2 і контролера. wheeltec_rviz2 Містить запуск files для запуску rviz із спеціальною конфігурацією для Pickerbot Pro.
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
wheeltec_robot_slam Пакет відображення та локалізації SLAM із спеціальною конфігурацією для Pickerbot Pro.
wheeltec_robot_rrt2 Алгоритм швидкого дослідження випадкового дерева – цей пакет дозволяє Pickerbot Pro планувати шлях до потрібного місця, запускаючи вузли дослідження.
wheeltec_robot_keyboard Зручний пакет для перевірки функціональності робота та керування за допомогою клавіатури, у тому числі з віддаленого хост-ПК.
wheeltec_robot_nav2 Пакет вузлів ROS 2 Navigation 2.
wheeltec_lidar_ros2 Пакет ROS 2 Lidar для налаштування Leishen M10/N10.
wheeltec_joy Пакет керування джойстиком, містить запуск files для вузлів джойстика.
simple_follower_ros2 Основні алгоритми відстеження об’єктів і ліній за допомогою лазерного сканування або камери глибини.
ros2_astra_camera Пакет камер глибини Astra з драйверами та запуском files.
Авторське право © 2024 Roboworks. Всі права захищені.
Документи / Ресурси
 |
Програмовані мобільні роботи ROBOWORKS N10 [pdfПосібник користувача N10, M10, N10 програмовані мобільні роботи, N10, програмовані мобільні роботи, мобільні роботи, роботи |
