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Bittle 已經(jīng)有一個(gè)負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)和平衡的微控制器 - ATMega328。

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可以使用 ros_arduino_bridge 包直接在微控制器芯片上運(yùn)行 ROS 節(jié)點(diǎn)，但是這種方法有一些缺點(diǎn)。首先，ATMega328 上剩余的內(nèi)存量可能不足以同時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行運(yùn)動(dòng)算法和 ROS 節(jié)點(diǎn)。其次，ATMega328沒(méi)有無(wú)線接口或圖像處理能力，所以無(wú)論如何我們都需要將它與單板計(jì)算機(jī)耦合以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

這將我們帶到了選項(xiàng) 2 。

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。簡(jiǎn)而言之，這就是它的工作方式。現(xiàn)在讓我們來(lái)看看細(xì)節(jié)。

有兩種 SBC 推薦用于 Bittle - Raspberry Pi 3A+ 或 Raspberry Pi Zero。Raspberry Pi 4 和 3B+ 是兼容的，但尺寸尺寸對(duì)于 Bittle 緊湊的機(jī)身來(lái)說(shuō)太大了。我們將在這個(gè)項(xiàng)目中使用 Raspberry Pi 3A+ - 它非常適合 NyBoard。

二次方。實(shí)用主義。膽小鬼。

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。

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原因是這些接頭具有用于 TX/RX 引腳的電平轉(zhuǎn)換器 - Raspberry Pi 在 UART 接口上具有 3.3V，而 Arduino 板通常具有 5V。

現(xiàn)在，當(dāng)我們有硬件連接和 Raspbian 與 ROS 時(shí)，我們需要為機(jī)器人編寫(xiě)一個(gè)自定義驅(qū)動(dòng)程序。

安裝 catkin 構(gòu)建工具，創(chuàng)建一個(gè) catkin 工作空間并將我的 GitHub 存儲(chǔ)庫(kù)為此項(xiàng)目克隆到 src 文件夾中。

sudo pip install -U catkin_tools

！確保從您的 catkin 工作區(qū) src 文件夾中執(zhí)行以下命令！

git clone https://github.com/AIWintermuteAI/bittle_ROS.git

移回 catkin 工作區(qū)文件夾并構(gòu)建您剛剛從 Gtihub 克隆的包

catkin build

讓我們看一下存儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)容。與 NyBoard 交互的驅(qū)動(dòng)程序位于 scripts 文件夾中。它是一個(gè)簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)，訂閱了關(guān)于 cmd_vel 主題的 Twist 消息。

def __init__(self, port='/dev/ttyS0'):
        self.dir = 0
        rospy.init_node('cmd_vel_listener')
        rospy.Subscriber("/cmd_vel", Twist, self.callback)
        self.ser = serial.Serial(
        port=port,
        baudrate=57600,
        parity=serial.PARITY_NONE,
        stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
        bytesize=serial.EIGHTBITS,
        timeout=1
        )

Twist 消息中有 6 個(gè)分量 - 3 軸的線速度和角速度。

rospy.loginfo("Received a /cmd_vel message!")
rospy.loginfo("Linear Components: [%f, %f, %f]"%(msg.linear.x, msg.linear.y, msg.linear.z))
rospy.loginfo("Angular Components: [%f, %f, %f]"%(msg.angular.x, msg.angular.y, msg.angular.z))

在我們的例子中，我們只關(guān)心線性 x 速度（向前和向后）和角 z 速度（左和右）。收到消息后，我們使用 PySerial 使用內(nèi)置通信 API 與 BIttle 進(jìn)行通信。

if msg.linear.x > 0:
            dir = 1
        elif msg.linear.x < 0:
            dir = -1
        elif msg.angular.z > 0:
            dir = 2
        elif msg.angular.z < 0:
            dir = 3
        else:
            dir = 0
 
        if self.dir != dir:
            self.wrapper([dir_dict[dir],0])
            self.dir = dir

為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們將只啟用基本的步行 - 可以通過(guò)串行直接將伺服角度發(fā)送到微控制器，但在這種情況下，陀螺儀和加速度計(jì)將不會(huì)用于平衡。

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帶有陀螺儀/加速度計(jì)平衡的細(xì)粒度伺服角度控制并不容易，但由于 BIttle 軟件是開(kāi)源的，并且未來(lái)將發(fā)布 ESP32 控制器板（能夠運(yùn)行 ROS 節(jié)點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)算法），我認(rèn)為這是可以實(shí)現(xiàn)的。這將大大提高 Bittle 穿越各種障礙的能力。

在存儲(chǔ)庫(kù)文件夾中，您還將找到兩個(gè)啟動(dòng)文件 bittle_teleop_robot.launch 和 bittle_teleop_server.launch。啟動(dòng)文件在 ROS 中用于方便地啟動(dòng)大型機(jī)器人設(shè)置。Teleop 啟動(dòng)文件機(jī)器人將同時(shí)啟動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)程序和 USB 攝像頭驅(qū)動(dòng)程序。要在您的 Ubuntu 計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的服務(wù)器啟動(dòng)文件將啟動(dòng) rqt_robot_steering 和 RVIZ，并打開(kāi)圖像視圖。

通過(guò)在 Ubuntu 計(jì)算機(jī)和 Raspberry Pi 上導(dǎo)出 ROS_MASTER_URI 和 ROS_IP 環(huán)境變量，將 ROS 設(shè)置為在多臺(tái)機(jī)器上工作。

在您的 Ubuntu 計(jì)算機(jī)上：

export ROS_MASTER_URI=http://[your-ubuntu-computer-ip-here]
export ROS_IP=[your-ubuntu-computer-ip-here]

在樹(shù)莓派上：

export ROS_MASTER_URI=http://[your-ubuntu-computer-ip-here]
export ROS_IP=[your-raspberry-pi-ip-here]

ROS_MASTER_URI 將指向您的 Ubuntu 計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)將運(yùn)行 roscore，并且 ROS_IP 需要設(shè)置為同一網(wǎng)絡(luò)上機(jī)器各自的 IP 地址。

請(qǐng)記住獲取您的 catkin 工作區(qū)并將 pi 用戶添加到 dialout 和 tty 組 - 這是 PySerial 能夠打開(kāi)串行連接所必需的。由于 ROS Melodic 默認(rèn)仍使用 Python 2.7，并且驅(qū)動(dòng)程序腳本配置為使用您的系統(tǒng) Python 3，因此您可能會(huì)收到導(dǎo)入錯(cuò)誤 - 在這種情況下，請(qǐng)使用 pip install 安裝必要的包。通常只需要安裝 rospkg：

pip install rospkg

完成后，在 Ubuntu 計(jì)算機(jī)上啟動(dòng) bittle_teleop_server.launch，然后在 Raspberry Pi 上啟動(dòng) bittle_teleop_robot.launch。

移動(dòng)滑塊讓機(jī)器人移動(dòng)！如果您使用的機(jī)器人與 Bittle 不同，則在接收到速度消息后要執(zhí)行的確切代碼需要與您的設(shè)置相匹配，尤其是在接收到速度消息后的這部分

if msg.linear.x > 0:
            dir = 1
        elif msg.linear.x < 0:
            dir = -1
        elif msg.angular.z > 0:
            dir = 2
        elif msg.angular.z < 0:
            dir = 3
        else:
            dir = 0
 
        if self.dir != dir:
            self.wrapper([dir_dict[dir],0])
            self.dir = dir

距離 Kickstarter 活動(dòng)結(jié)束還有時(shí)間，所以看看 Bittle 以及它在項(xiàng)目 Kickstarter 主頁(yè)上的功能。如果您打算將 Bittle 與 ROS 一起用于更高級(jí)的機(jī)器人項(xiàng)目，請(qǐng)考慮支持BiBoard V0 ，它具有更強(qiáng)大的控制芯片、具有 520 Kb RAM 和 16 Mb ROM 的 ESP32。

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希望本文對(duì)您了解更多有關(guān) ROS 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)程序的信息有所幫助。

如果您有任何問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)贚inkedIn上添加我，并訂閱我的 YouTube 頻道，以獲得有關(guān)機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器人技術(shù)的更多有趣項(xiàng)目的通知。