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智能焊接技術
快遞自動分揀機器人的主要形式,基于Arduino和ROS來創建更智能的機器人系統
2023-06-01
分揀機器人市場分析馬云快遞分揀機器人

Arduino開(kai)(kai)發板時常(chang)用于(yu)建造一(yi)些小型的機器人,并存在簡略的邏輯界說節制(zhi)。可是,因為板載計(ji)算能力跟軟(ruan)(ruan)件(jian)有(you)限,開(kai)(kai)發人員(yuan)經常(chang)沒法(fa)進級到更龐大的機器人。平常(chang),跟著開(kai)(kai)發人員(yuan)變得(de)愈來愈有(you)履歷,他們會尋(xun)公用于(yu)機器人的軟(ruan)(ruan)件(jian),由于(yu)Arduino僅供(gong)給部(bu)門控(kong)件(jian)。

正在本篇文章中,咱們次要先容(rong)了中間件(jian)軟件(jian)框架RobotOperatingSystem,并(bing)引誘(you)你經(jing)由過程(cheng)Arduino設置跟利用ROS去創(chuang)立更智能的(de)機器人體系。

甚么是ROS?

機(ji)(ji)器人(ren)操(cao)作系(xi)統是(shi)(shi)最風行跟利用最普遍(bian)的(de)機(ji)(ji)器人(ren)中間件軟(ruan)件框架之一(yi)(yi)。這是(shi)(shi)一(yi)(yi)個開放源(yuan)代碼平(ping)(ping)臺(tai)(tai),可資助創(chuang)客跟開發人(ren)員正在無需從頭創(chuang)造輪子的(de)環(huan)境(jing)下起頭利用機(ji)(ji)器人(ren)軟(ruan)件。ROS供(gong)給(gei)了一(yi)(yi)種尺度的(de)通訊體(ti)系(xi)結構,用于無縫集(ji)成、利用、開辟跟布置(zhi)機(ji)(ji)器人(ren)體(ti)系(xi)的(de)分歧組件,包羅節制(zhi)、感知、籌劃等。這是(shi)(shi)一(yi)(yi)個與(yu)語言有關的(de)平(ping)(ping)臺(tai)(tai),不管布置(zhi)正在那邊,皆可以為(wei)分歧的(de)計算機(ji)(ji)供(gong)給(gei)跨平(ping)(ping)臺(tai)(tai)的(de)通訊撐持。

Arduino能夠是最常用的開源微控制(zhi)器(qi)開發板,它供給了容(rong)易利用的軟件-硬件界面和(he)不休擴展的用戶社區(qu)。Arduino簡直與(yu)一切數字跟模(mo)擬電路和(he)撐持串行通信(xin)接(jie)口的外(wai)部設備兼容(rong)。

基于ROS的軟件框架運轉(zhuan)高等算(suan)法跟流(liu)程,例如機(ji)器(qi)(qi)人(ren)模子的推理(li)、過濾、運動戰略(lve)天(tian)生、控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)算(suan)法等。裝(zhuang)置正在機(ji)器(qi)(qi)人(ren)上的Arduino控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)用于履行初級/嵌入(ru)式節(jie)制(zhi)(zhi)跟傳感。它包(bao)羅、電動機(ji)節(jie)制(zhi)(zhi)、溫度跟超聲傳感器(qi)(qi)、IMU跟車輪編碼器(qi)(qi)和其他(ta)設備。

ROS-Arduino交互(hu)管道

ROS與Arduino之間的通訊(xun)

ROS通訊模塊(kuai)基于自定義的(de)TCPROS和(he)談停(ting)止(zhi)操縱,利用兩種方法:多對多發(fa)(fa)布者-定閱(yue)者方式(shi)跟點對點更(geng)快(kuai)效勞方式(shi)。本篇文章(zhang)利用發(fa)(fa)布者/定閱(yue)者正在Arduino開發(fa)(fa)板(ban)跟機(ji)械上運轉的(de)ROS之間(jian)停(ting)止(zhi)通訊。

rosserialROS軟件包利用Arduino的通用異步接(jie)收器/發送(song)(song)器通訊,并將開發板(ban)轉(zhuan)換為ROS節(jie)(jie)點,該(gai)節(jie)(jie)點可(ke)以(yi)宣布(bu)ROS動靜,也可(ke)以(yi)定閱動靜。ArduinoROS節(jie)(jie)點發布(bu)者可(ke)以(yi)從板(ban)大將數(shu)據發送(song)(song)到(dao)運轉(zhuan)ROS的機(ji)械,而(er)ArduinoROS節(jie)(jie)點定閱者可(ke)以(yi)從機(ji)械獲得指令。ros_libArduino庫使Arduino開發板(ban)可(ke)能與ROS通訊。

樹立基礎架構

軟體設置

1.正(zheng)在計(ji)算機(ji)上安(an)裝ROS。此處(chu)供給具體步調(diao)。留(liu)神:那可以正(zheng)在Linux機(ji)械(xie)上運(yun)轉(zhuan)的ROS1。

2.正在計算機上安裝rosserial(發行版可以(yi)是kinetic/indigo/melodic)。

sudoapt-getinstallros-《distro》-rosserial

sudoapt-getinstallros-《distro》-rosserial-arduino

3.依據(ju)此處(chu)提到的解釋正在(zai)計算機上安裝ArduinoIDE。

4.正(zheng)在(zai)IDE中(zhong)裝置ros_lib軟件包。

a.裝置軟件包的最簡略方式(shi)是利用ArduinoIDE。導航到(dao)IDE中的Sketch》IncludeLibrary》ManageLibrary,然后(hou)搜刮rosserial軟件包

下拉菜單搜刮新的Arduino軟件包(bao)

b.ArduinoIDE將(jiang)一切內部庫存(cun)儲(chu)正(zheng)在?/Arduino/libraries文件夾地位下。它將(jiang)這些(xie)庫加載到開辟情(qing)況中,而且可以正(zheng)在IDE中看(kan)到。裝置后,可以正(zheng)在下推列(lie)表中看(kan)到RosserialArduino庫。

內部(bu)庫顯現正(zheng)在列表(biao)中

C.裝(zhuang)置后,該當正在IDE中(zhong)看到示例草圖(tu)。

庫中的可用示例草圖

硬件設置

咱(zan)們利用簡略的設置將Arduino開發板用作發布者跟定閱者。

1.發布(bu)者(zhe):一個按(an)鈕(niu)毗鄰到Arduino開(kai)發板上,而且被(bei)切換以(yi)經(jing)由(you)過程ROS將數字下/低旌旗燈號發送到機(ji)械。該(gai)動靜顯(xian)現正在(zai)機(ji)械的終端(duan)中。

2.定閱者:一個(ge)LED毗鄰(lin)到Arduino開發板上(shang),并(bing)利用經(jing)由過程終端從(cong)ROS用戶那里取得(de)的(de)指(zhi)令去翻開/關閉LED。

硬件毗鄰

代碼跟解釋

Arduino代碼

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#include《》

#include《std_msgs/》

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#include《std_msgs/》

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#defineBUTTON8

#defineLED13

ros::NodeHandlenode_handle;

std_msgs::Stringbutton_msg;

std_msgs::UInt16led_msg;

voidsubscriberCallback(conststd_msgs::UInt16led_msg){

if{

digitalWrite;

}else{

digitalWrite;

}

}

ros::Publisherbutton_publisher(“button_press”,button_msg);

ros::Subscriber《std_msgs::UInt16》led_subscriber(“toggle_led”,subscriberCallback);

voidsetup

{

pinMode;

pinMode;

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node_(button_publisher);

node_;

}

voidloop

{

if(digitalRead{

button_=“Pressed”;

}else{

button_=“NOTpressed”;

}

button_;

node_;

delay;

}

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