項目六：移動機器人高階認知與實踐任務二：基于ROS的機器人安裝任務目標：1.了解基于ROS系統的機器人平臺2.了解LEO機器人的硬件組成3.能完成LEO機器人系統和軟件安裝4.能完成LEO機器人功能包的安裝知識儲備一基于ROS系統的機器人平臺簡介目前，ROS已經成為世界各地大多數機器人都向往參與的平臺，基于ROS系統開發的機器人平臺也已經有很多。其中比較常見的有WillowGarage公司開發的TurtleBot系列機器人，松靈機器人公司開發的LIMO機器人，璞數公司開發的ROSYZ系列機器人，深圳玩智商科技有限公司（EAI）開發的LEO機器人等。Turtlebot系列機器人LIMO機器人璞數系列機器人LEO機器人知識儲備二LEO機器人硬件組成LEO機器人，在硬件方面主要由STM32模塊、導航模塊(N92工控機)、超聲波模塊、激光雷達、三相直流無刷電機組成和DOBOTmagician機械臂。知識儲備二LEO機器人硬件組成1.STM32模塊STM32模塊是意法半導體推出的32位ARMCortex-M4內核微控制器系列，具有高性能、低功耗、可靠性強等特點，廣泛應用于工業控制、智能家居、工業自動化、智能小車等領域。其主芯片為STM32F407ZGT6，它基于高性能Arm?Cortex?-M432位RISC內核，工作頻率高達168MHz。Cortex-M4內核具有浮點單元(FPU)單精度，支持所有Arm單精度數據處理指令和數據類型。它還實現了一整套DSP指令和一個增強應用程序安全性的內存保護單元(MPU)。在LEO設備中主要作用是采集超聲波，左右輪電機編碼器等傳感器數據，并且控制電機的轉動。。知識儲備二LEO機器人硬件組成2.導航模塊(N92工控機)導航模塊(N92工控機)是LEO機器人導航的控制模塊。其主處理器是I5-4210Y/1.5GHz雙核處理器，Graphics4200核心顯卡，2個USB2.0接口，2個USB3.0接口，1個HDMI接口，1個VGA接口，可提供12V電源。在LEO機器人中主要通過串口與STM32模塊通訊，獲取超聲波，編碼器等數據，并轉換成相應ROS的消息。其可以運行建圖導航算法，根據傳感器數據，使用gmappingslam算法構建地圖，用dijk等算法規劃全局路徑，teb_local_planner等算法規劃局部路徑，最后根據規劃出的路徑，控制LEO機器人移動。知識儲備二LEO機器人硬件組成3.超聲波模塊US-015超聲波模塊是目前市場上分辨率最高，重復測量一致性最好的超聲波測距模塊，它的測量角度為15度(圓錐形)，測量距離范圍為2cm-400cm，測量精度為0.1cm+1%，供電電壓為5V，工作電流為2.2mA，支持GPIO通信模式，工作穩定可靠。在LEO機器人中主要用于檢測玻璃等透明障礙物，并臨時把障礙物加入地圖中，使工控機重新規劃路徑，來躲避這些障礙物。知識儲備二LEO機器人硬件組成4.激光雷達G1G1雷達是深圳玩智商科技有限公司（EAI）研發的一款360度二維測距產品。本產品基于三角測距原理，并配以相關光學、電學、算法設計，實現高頻高精度的距離測量，在測距的同時，機械結構360度旋轉，不斷獲取角度信息，從而實現了360度掃描測距，輸出掃描環境的點云數據。動力方面采用工業級無刷電機驅動，性能穩定。其特點為高速測距，測距頻率可達9000Hz，抗環境光干擾能力強，讓機器人能更快速、精確的建圖。知識儲備二LEO機器人硬件組成5.三相直流無刷電機無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。該電機減速比15，額定功率25W，額定電壓24V，額定轉速2500rpm，額定轉矩0.096N.m，瞬時最大轉矩0.144N.m，速度控制范圍200~2500rpm，內置霍爾傳感器（約600線/圈），即輪子轉動一圈時，輸出600個碼盤數。目前已廣泛應用到多種機器人關節中，在LEO機器人中主要作用是移動機器人，并返回左右輪電機的編碼器值，用于計算機器人行走的距離。。知識儲備二LEO機器人硬件組成6.DOBOTmagician越疆機械臂DOBOTmagician機械臂，其產品體積精巧，擁有一體化的設計，PC端控制、APP控制、手勢控制、無線控制等多種操作方式隨意切換，基于MagicianLite豐富的軟硬件交互方式及多樣化兼容拓展接口，具備3D打印、激光雕刻、寫字畫畫等多種功能，預留13個拓展接口，支持二次開發。在LEO機器人中主要作用是抓取和放置物體。工程實踐一安裝LEO機器人裝配步驟：1.將機械臂放置到LEO底盤上，機械臂底座側邊的卡扣朝后方，電源按鈕朝前方；2.將氣泵支架掛載在機械臂底座側邊的卡扣上，氣泵安裝在氣泵支架上；3.機械臂末端吸盤攝像頭模組裝到機械臂上；4.氣泵與機械臂的接線接在上面一排的紅綠口；5.氣泵管與機械臂末端的吸盤抽氣口連接；6.機械臂的數據線接在左側下方最下面的USB口；7.攝像頭的數據線接在左側下方最上面