2、HCRbot Hardware Setup

贤言序语
Jul 10, 2017 · 5 min read

这一节主要讲 HCRbot 的硬件设计,包括所需的传感器、电路设计、结构安装等。

物料清单

机器人主体结构框架

DFRobot-HCR

为了满足激光雷达的测距需要,我将 HCR 的第二层做了写改装,去掉了外围的超声波传感器支架。然后用 3D 打印做了几根白色的支架,可以看本节最后的效果图(好像颜色有点不搭……不要在意这些细节)。

底层驱动

Veyron-motor-drive

主控 SBC(Single Board Computer)

如果只用激光雷达做室内导航的话,选择 Raspberry Pi 3 就够了,毕竟最便宜。如果如果想要做视觉相关的项目的话,建议选择 Odroid XU4,如果你是土豪,可以用 TX1/TX2。

如果你用的是 ROS Indigo 版本,也可以用 NVIDIA TK1,价格跟 Odroid XU 4 差不多。

当然你也可以用正常的 x86 架构的 PC 电脑,考虑到体积因素,Intel NUC 也是一个不错的选择。

主要传感器

如果只做室内导航的话,以上传感器选择其一就好,本人3个都玩过。如果想要做视觉相关的项目的话,建议选择 R200 或者 Kinect,当然你也可以选择其他摄像头。

这里有 ROS 支持的各种传感器,大家可以方便查看:http://wiki.ros.org/Sensors

注意:RealSense R200 与 PC 或者 SBC 连接需要有 USB 3.0 的接口,所以想玩 R200 的需要选择带有 USB 3.0 接口的 SBC 或者 PC。

其他配件

  • Xbox 360无线或者有线手柄
  • 笔记本或台式机,可以用来做远程调试以及可视化
  • 12V锂电池,本系统采用了格氏的锂电池
  • 当然还有各种接线

以上这些物品的介绍这里就不展开了,请查看相应链接。

想要玩 SLAM 的话,最低配置推荐 RPLIDAR A1 + Raspberry Pi 3。

配置方案推荐

由于 HCRbot 采用模块化的设计方案,所以大家可以根据自己的项目需求,选择适合自己的配置,下面推荐几种配置组合方案。

当然所有的配置方案都需要 HCR 机器人、OpenCR 驱动板、威龙电机驱动等,下面的配置方案介绍只陈列不一样的部分,比如主控和传感器。当然,未来如果有时间的话,我会尝试用 Arduino Mega 来代替 OpenCR,毕竟 OpenCR 现在没有卖,而且相信到时候价格也不会便宜。而 ROS 方案中也有和 Arduino 通信的包,所以相信用 Arduino Mega 也是可以实现的,不过这是后话啦。

基础版

Raspberry Pi 3 + RPLIDAR

这个配置应该差不多是做 SLAM 机器人的最低配置了,用 Raspberry Pi 对付激光雷达应该还是绰绰有余的,如果只是想体验一下 SLAM 机器人的话,推荐这个配置。

进阶版

Odroid XU4 + Kinect / R200 等摄像头

这个配置用来做视觉 SLAM 应该还是蛮不错的,相比 Raspberry Pi,Odroid 的处理能力提升了很多,可以用来做一些视觉方面的项目了。

豪华版

Odroid XU4 + RPLIDAR + Kinect / R200 等摄像头

这个配置的组合,可玩性就比较大了,既有激光雷达,又有摄像头,怎么发挥,就看你的想象力了,做一些 3D SLAM 应该可以勉强应付了。目前笔者就是采用了这个配置。

土豪版

这个……就随你怎么配吧,反正怎么贵怎么来,比如可以吧 Odroid XU4 换成 NVIDIA TX1/TX2 等,把 RPLIDAR 换成其他更好的激光雷达等,反正我是没玩过,你们自己看着办。

电路设计

接着来一张五毛特效的电路图吧,相(dan)信(yuan)大家都能看懂。

hcr-minimal-circuit-diagra

当然这里只是最基本的可以驱动 HCRbot 的电路图,如果你要加其他传感器,比如激光雷达,或者深度摄像头,相信电路部分难不倒各位读者。

整体效果

下面就是 HCRbot 的实物图啦。为了测试不同的传感器和效果,我在上面装备了 Xbox Kinect、Realsense R200、RPLIDAR A2 等传感器;主控方面,底层驱动采用了 OpenCR;运行 ROS 的下位机采用了 Raspberry Pi 3 或者 Odroid X4,当然这两个二选一就好啦,追求性能或者要做图像计算的话,还是推荐 Odroid XU4。

hcrbot
贤言序语

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这是贤言序语的个人博客

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