เริ่มต้นใช้งาน RPLIDAR ราคาประหยัดโดยใช้ Jetson Nano: 5 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

โดย shahizatเว็บไซต์ส่วนตัวของฉันติดตามเพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

เกี่ยวกับ: วิศวกรระบบควบคุมและหุ่นยนต์ [email protected] ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ shahizat »

ภาพรวมโดยย่อ

Light Detection and Ranging (LiDAR) ทำงานในลักษณะเดียวกับการใช้เครื่องวัดระยะด้วยคลื่นเสียงแบบอัลตราโซนิคพร้อมพัลส์เลเซอร์แทนคลื่นเสียง Yandex, Uber, Waymo และอื่น ๆ กำลังลงทุนอย่างมากในเทคโนโลยี LiDAR สำหรับโปรแกรมรถยนต์อัตโนมัติของพวกเขา ข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของเซ็นเซอร์ LiDAR คือค่าใช้จ่ายสูง อย่างไรก็ตาม มีตัวเลือกต้นทุนต่ำจำนวนมากขึ้นซึ่งมีอยู่แล้วในตลาด ตัวอย่างคือ RPLiDAR A1M8 ที่พัฒนาโดย Slamtec ด้วยโซลูชันเครื่องสแกนเลเซอร์ 2 มิติแบบ 360 องศา (LIDAR) สามารถสแกนได้ 360 องศาภายในช่วง 12 เมตร และรับตัวอย่างสูงสุด 8,000 ตัวอย่างต่อวินาที และมีจำหน่ายในราคาเพียง 99 ดอลลาร์สหรัฐฯ

RPLIDAR เป็นเซ็นเซอร์ LIDAR ราคาประหยัดที่เหมาะสำหรับการใช้งานหุ่นยนต์ในร่ม SLAM (การแปลและการทำแผนที่พร้อมกัน) สามารถใช้ในแอปพลิเคชันอื่น ๆ เช่น:

1. การนำทางและโลคัลไลเซชันของหุ่นยนต์ทั่วไป
2. การหลีกเลี่ยงอุปสรรค
3. การสแกนสภาพแวดล้อมและการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ

จุดมุ่งหมายของบทช่วยสอนนี้คือการใช้ Robot Operating System (ROS) บน NVIDIA Jetson Nano Developer Kit เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของ RPLiDAR A1M8 ราคาประหยัดโดย Slamtec ในปัญหา SLAM

ขั้นตอนที่ 1: แกะกล่องชุดพัฒนา RPLIDAR A1

ชุดพัฒนา RPLIDAR A1 ประกอบด้วย:

• รพลิดาร์ A1
• อะแดปเตอร์ USB พร้อมสายสื่อสาร
• เอกสาร

หมายเหตุ: ไม่รวมสาย Micro-USB

ขั้นตอนที่ 2: NVIDIA Jetson Nano Developer Kit

NVIDIA Jetson Nano เป็นคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวขนาดเล็ก ทรงพลัง และราคาประหยัด ที่มีความสามารถเกือบทุกอย่างที่พีซีแบบสแตนด์อโลนสามารถทำได้ ขับเคลื่อนโดยซีพียู ARM A57 ควอดคอร์ 1.4-GHz, GPU Nvidia Maxwell 128 คอร์ และ RAM 4 GB และยังมีพลังในการรัน ROS เมื่อใช้งานระบบปฏิบัติการ Linux

ขั้นตอนที่ 3: การเตรียมการ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมี JetPack เวอร์ชันล่าสุด คุณสามารถดาวน์โหลดเวอร์ชันล่าสุดได้จากเว็บไซต์ทางการของ Nvidia ฉันได้เผยแพร่คู่มือการเริ่มต้นฉบับย่อไปแล้วเมื่อเร็วๆ นี้ ตรวจสอบออก

หลังจากติดตั้ง OS เราจะตรวจสอบว่ามีการติดตั้งไดรเวอร์ล่าสุดด้วยคำสั่งต่อไปนี้หรือไม่

sudo apt-get update

คำสั่งนี้อัพเดตรายการแพ็คเกจที่พร้อมใช้งานและเวอร์ชัน

sudo apt-get อัพเกรด

เสียบ RPlidar เข้ากับพอร์ต USB ของ NVIDIA Jetson Nano ผ่านอะแดปเตอร์ USB ด้วยสายสื่อสาร

เปิดเทอร์มินัลของคุณและเรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้

ls -l /dev | grep ttyUSB

ผลลัพธ์ของคำสั่งต่อไปนี้จะต้อง:

crw-rw ---- 1 root dialout 188, 0 ธันวาคม 31 20:33 ttyUSB0

เรียกใช้คำสั่งด้านล่างเพื่อเปลี่ยนการอนุญาต:

sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0

ตอนนี้คุณสามารถอ่านและเขียนด้วยอุปกรณ์นี้โดยใช้พอร์ต ตรวจสอบผ่าน ls -l /dev | คำสั่ง grep ttyUSB

crw-rw-rw- 1 root dialout 188, 0 ธันวาคม 31 20:33 ttyUSB0

ขั้นตอนที่ 4: การติดตั้ง ROS บน Jetson Nano

ตอนนี้ เราพร้อมที่จะติดตั้งแพ็คเกจ ROS บน Ubuntu 18.04 LTS ตาม Jetson Nano แล้ว ตั้งค่า Jetson Nano ให้ยอมรับซอฟต์แวร์จาก package.ros.org โดยป้อนคำสั่งต่อไปนี้บนเทอร์มินัล:

sudo sh -c 'echo "deb https://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

เพิ่มคีย์ apt ใหม่:

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

และคุณจะเห็นผลลัพธ์ต่อไปนี้:

กำลังดำเนินการ: /tmp/apt-key-gpghome.kbHNkEyTKo/gpg.1.sh --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654gpg: key F42ED6FBAB17 คีย์สาธารณะที่นำเข้า"

gpg: จำนวนที่ประมวลผลทั้งหมด: 1

gpg: นำเข้า: 1

อัพเดตรายการแพ็คเกจของคุณด้วยคำสั่งต่อไปนี้:

sudo apt อัปเดต

ปัจจุบัน ROS เวอร์ชันล่าสุดคือ Melodic Morenia คำสั่งด้านล่างจะติดตั้งซอฟต์แวร์ เครื่องมือ อัลกอริธึม และโปรแกรมจำลองหุ่นยนต์ทั้งหมดสำหรับ ROS รวมถึงการสนับสนุน rqt, rviz และแพ็คเกจหุ่นยนต์ที่มีประโยชน์อื่นๆ หลังจากที่คุณพิมพ์คำสั่งแล้วกด Enter ให้กด Y แล้วกด Enter เมื่อถูกถามว่าคุณต้องการดำเนินการต่อหรือไม่

sudo apt ติดตั้ง ros-melodic-desktop

ใช้เวลาประมาณ 15-20 นาทีในการดาวน์โหลดและดำเนินการคำสั่งให้เสร็จสิ้น ดังนั้นโปรดหยุดพัก

ตอนนี้เริ่มต้น rosdep

sudo rosdep init

คุณจะเห็นผลลัพธ์ต่อไปนี้:

เขียน /etc/ros/rosdep/sources.list.d/20-default.list

แนะนำ: กรุณาวิ่ง

rosdep อัพเดท

จากนั้นรันคำสั่งด้านล่าง

rosdep อัพเดท

คุณอาจเห็นข้อผิดพลาดต่อไปนี้บนเทอร์มินัล:

ข้อผิดพลาด: ข้อผิดพลาดในการโหลดรายการแหล่งที่มา: (https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/dashing/distribution.yaml)>

เรียกใช้การอัปเดต rosdep อีกครั้งจนกว่าข้อผิดพลาดจะหายไป ในกรณีของฉันมันทำ 2 ครั้ง

ตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม

echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc

ที่มา ~/.bashrc

นี่คือขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการติดตั้ง ตรวจสอบว่าคุณติดตั้ง ROS เวอร์ชันใด หากคุณเห็นเวอร์ชัน ROS ของคุณเป็นเอาต์พุต ขอแสดงความยินดีที่คุณติดตั้ง ROS สำเร็จ

rosversion -d

ในกรณีของฉันคือ:

ไพเราะ

ตอนนี้ Jetson Nano พร้อมที่จะรันแพ็คเกจ ROS แล้ว

ขั้นตอนที่ 5: กำหนดค่า Catkin Workspace

คุณต้องสร้างและกำหนดค่าพื้นที่ทำงาน catkin พื้นที่ทำงาน catkin เป็นไดเร็กทอรีที่คุณสามารถสร้างหรือแก้ไขแพ็คเกจ catkin ที่มีอยู่ได้

ติดตั้งการพึ่งพาต่อไปนี้:

sudo apt-get install cmake python-catkin-pkg python-empy python-nose python-setuptools libgtest-dev python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential git

สร้างโฟลเดอร์รูท catkin และซอร์ส:

mkdir -p ~/catkin_ws/src

ในเทอร์มินัลของคุณ ให้เรียกใช้

cd ~/catkin_ws/src

โคลนที่เก็บ github ของแพ็คเกจ RPLIDAR ROS

โคลน git

วิ่ง

ซีดี..

จากนั้นเรียกใช้ catkin_make เพื่อคอมไพล์พื้นที่ทำงาน catkin ของคุณ

catkin_make

จากนั้นให้เรียกใช้สภาพแวดล้อมด้วยเทอร์มินัลปัจจุบันของคุณ อย่าปิดเทอร์มินัล

ต้นทาง devel/setup.bash

ในเทอร์มินัลใหม่ ให้รันคำสั่งต่อไปนี้

roscore

ในเทอร์มินัลที่คุณระบุแหล่งที่มาของสภาพแวดล้อม ให้เรียกใช้คำสั่งด้านล่าง

roslaunch rplidar_ros view_rplidar.launch

ตัวอย่างของ Rviz จะเปิดขึ้นพร้อมกับแผนที่สภาพแวดล้อมของ RPLIDAR

ROS เป็นเฟรมเวิร์กที่ดีที่เราสร้างแผนที่รอบๆ RPLIDAR เป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับสร้างระบบซอฟต์แวร์หุ่นยนต์ ซึ่งมีประโยชน์กับแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ การตั้งค่าการวิจัย และข้อกำหนดรันไทม์ที่หลากหลาย งานนี้ใช้เพื่อพิสูจน์ว่า RPLiDAR ราคาประหยัดเป็นโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับการนำ SLAM ไปใช้

ฉันหวังว่าคุณจะพบว่าคู่มือนี้มีประโยชน์และขอขอบคุณที่อ่าน หากคุณมีคำถามหรือข้อเสนอแนะ? แสดงความคิดเห็นด้านล่าง คอยติดตาม!