ROS: Застрявшим в Gazebo посвящается… Платформа для робота за 28.000 руб

  • Tutorial

Инструкция по сборке роботизированной платформы для изучения ROS с грузоподъемностью более 30 кг


ROS — это мета-операционная система (с открытым исходным кодом) для роботов. Это превратилось в стандарт отрасли. Имея готовый интерфейс обмена сообщениями между различными узлами Вашей системы и огромное количество готовых решений для различных компонентов очень легко построить своего робота.

Для ROS есть среда-симулятор Gazebo, т.е. можно программировать робота даже не имея его физически. Первое знакомство с ROS у большинства вызывает восторг, Вы публикуете и читаете топики, пробуете управлять turtlesim. А дальше может возникнуть проблема с переходом к полноценно действующим роботам, которые взаимодействуют с окружающей средой. Некоторая часть идет дальше и создает необходимого робота в симуляторе. Многие так и застревают в gazebo, им я посвящаю данный пост.



После публикаций на habr.com о роботах и робототехнике со мной связываются заказчики с потребностью в разработке роботизированных решений. Интересной задачей является организация навигации логистических роботов с получением глобальных целей из существующей системы управления складом (WMS). Заказчик сам разрабатывает механику тележки, но чтобы параллельно работать над софтом требуется платформа, которая сможет имитировать перемещение грузов. Так же отработки алгоритмов нашего робота в условиях суровой и дождливой зимы нам потребовалась indoor-платформа. Составили требования минимального оборудования:

  • Платформа с 2 колесами
  • Грузоподъемность не менее30кг.
  • Лидар RPlidar A1
  • Одноплатный компьютер Raspberry Pi
  • Платформа Arduino Mega
  • Сонары

Первая мысль была использовать готовую платформу. Мы оценили рынок подобных решений для ROS. TurtleBot3 Burger и робот на Neato нам не подходил, т.к. хотели имитировать доставку коробок.

Фото Название Цена
Rover Robotics 2 WD Rover Pro $7,750.00
ROSbot 2.0 $1,700
Mobile Robot MP-500 $9,700
MiR100 $24,000
Ubiquityrobotics Magni $1,900
Robotnik RB-1 BASE $12,700
Milvus MRP2 $9,000
Innok Heros 223 $15,700
Fetchrobotics Robot Base $13,400
soyrobotics ROCH $7,000
TIAGo Base $11,200
Enovarobotics MINI LAB $2,900
Clearpath Jackal UGV $17,000


После сбора этих данных было принято волевое решение делать свою платформу. Мы собрали максимально бюджетную платформу, размещаю инструкции по сборке, возможно, кому-то пригодится.

Размер корпуса 320*620*195мм

Корпус изготовим ЧПУ фрезеровкой композитного материала. Кому нужен файл для раскроя пишите мне на почту, в конце поста.

При резке предусмотрели прорези для мест гибки. Сборка на уголки.

BLDC 10' колеса, драйвер колес, батарею и зарядку возьмем из гироскутера. Можете для этого купить новый, в любом случае выйдет дешевле чем соответствующие детали по отдельности.

Колеса крепим к корпусу при помощи напечатанных деталей https://www.thingiverse.com/thing:2990353

Плату гироскутера необходимо перепрошить. Я воспользовался этой прошивкой github.com/NiklasFauth/hoverboard-firmware-hack, есть вариации. В интернете есть online компилятор.

В качестве основы для навигации будем использовать одометрию с колес и Rplidar A1.

В качестве компьютера Raspberry Pi как бюджетное популярное решение, думаем над версией с jetsoin nano.

Так как лидар требует до 1А, Raspberry Pi до 2А, Arduino решено было поставить разветвитель USB с отдельным питанием через понижающий преобразователь от основной батареи.










ROS Master находится на отдельном компьютере, так как планируем добавить камеру realsense.
Большинство нод запущено на мастер- компьютере:

  • нода получения координат текущей цели из базы
  • joy
  • move_base
  • amcl
  • gmapping

Часть нод на ровере:

  • rosserial_arduino
  • rplidar_ros

Данный робот имеет все шансы стать отдельным коммерческим проектом.

Работы еще много:

  • необходимо создать URDF модель
  • разработать сценарии использования платформы
  • продумать совместимость с другим оборудованием
  • настроить работу нескольких роботов одновременно

Другие варианты корпуса






Если Вы желаете приобрести данный комплект за себестоимость комплектующих или желаете стать частью проекта и развивать данный продукт вместе с нами напишите мне https://forms.yandex.ru/u/5e3d0be770f10402303acf87/
Golf Robotics
Производство роботов для сбора мячей для гольфа
AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 23

    +1
    Есть несколько вопросов:
    1. Как в прошивке платы гироскутера реализована одометрия? (насколько помню в оригинальной прошивке ее не было)
    2. В управлении двигателями реализовано блочная коммутаци или векторная?
    3. Платформа выдерживает 30 кг с напечатанными креплениями двигателя?
    Думаю стоит создать проект на GIT в котором выложить код на ROS, схему подключения и раскрой материала.
    По моему мнению корпус лучше сделать из листа АМГ или Д16 2мм, вырезанного на лазере и согнутого на ЧПУ. Для сборки использовать бонки (заклепки с внутренней резьбой) впотай.
      0
      Одометрию пришлось дописывать в прошивке. Эти данные есть с холлов, вывели их через serial на arduino.
      Коммутация векторная, по видимому.
      С напечатанными креплениями выдерживает больше. ABS с 90% заполнением.
      На GIT разместим.
      Корпус из АМГ будет дороже.
        0
        Эти данные есть с холлов

        Не сравниваете с данными с драйвера, чтобы детектировать пробуксовку?

          0
          Данные мы и получаем с драйвера. Пробуксовку не детектировали. Можно с IMU сравнивать.
            0
            С датчика холла, сколько сигналов(частота) получаете на метр пути? по моему сильно меньше 40, и это явно не достаточно.
            2 года назад экспериментировал с мотором и энкодером из набора ардуино, скорость была рывками, разобрав робот пылесос румбу, там поступало >~1000 сигналов на метр. По этому на для полноразмерного робота(т.е. тоже на мотор-колесах) «изобретал» планетарный редуктор, но не доделал(
            image
              0
              На метр около 60 импульсов.
                0
                90 тиков на оборот, для нормальной одометрии и пидов не достаточно
      0

      Извините, а почему ставят лидар, но не ставят в качестве основного органа чувств камеры?

        +1
        С лидара Вы сразу получаете облако точек 360 градусов.
        С камер нужна обработка.
        Камеры глубины так же очень популярное решение.
          0
          Называть это облаком несколько не корректно имхо. Облако подразумевает объем. А тут мы имеем круговой обзор в плоскости сканирования, который является окружаемым лидар периметром. Вот =).
            0
            согласен
          0
          Можно ставить камеру глубины, преобразовывать в лазерскан и кормить тотже gmapping
            0
            Планирую использовать realsense. Лидар дает 360 градусов.
          0

          А есть что-то подобное, но для роботов-манипуляторов, вроде kuka?

            0
            А зачем тебе такая аццкая штука? 30 кило шариков гольфовых — многовато
              0
              Для отработки алгоритмов логистического робота и тестирования идеи о продаже бюджетных платформ для роботов под ROS.
              0

              Спасибо за статью.
              Рассматривалась ли платформа от Nvidia? В частности, у них есть готовая платформа Casper, с Segway в качестве тележки (немного перебор по грузоподъёмности, но если вы собираетесь заниматься этим серьёзно — в будущем пригодится).
              И ещё вопрос — проверяли/сравнивали Jetson Nano — там и ROS бежит, и вроде готовые решения есть для ориентации по стереокамере. Почему RPi? Не обойдётся ли в итоге дороже?
              В любом случае, подписывюсь и — удачи!!

                0
                Конечно, я думаю протестировать на jetson nano или tx1. Но, платформа от этого явно перестанет быть самой бюджетной.
                0
                А почему-бы в качестве платформы не использовать квадроцикл как у SMP Robotics мне кажется это лучшая платформа в отношении цена/качество. На такую платформу можно установить автопилот с GPS, а для ухода от столкновений использовать стереозрение. Получится автономная платформа которую можно отправить по маршруту или сделать GPS моячёк для следования за чем нибудь.
                  0
                  А какая цена?
                  0
                  У меня в регионе видел квадрик стоит 35 на ДВС (со стартером и п.р.), 28 на АКБ может можно и дешевле. Зато платформа проходимая, разве-что для руления нужно что-то придумывать но я думаю можно как-то приспособить ЭУР (сервы врятли тут справятся).
                    0
                    +стоимость лидара и компьютера и датчиков. Выйдет больше 50.
                    И невозможность тестировать внутри помещения.
                    Нет дифференциальной кинематики.
                    Это для разных задач.
                    0
                    Так ездит робот или вы там по Газебо гоняете? )

                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.