开源!手把手教你搭建Arduino+英伟达Jetson的ROS小车(上)

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1 引言

今年6月,我们应小伙伴儿的需求,写了两篇如何通过购买零件从零搭建一台ROS实体车的推文《开源!手把手教你搭建Arduino+树莓派的ROS小车(上)》、《开源!手把手教你搭建Arduino+树莓派的ROS小车(下)》。

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并且将对应的效果演示视频放入到了B站(COONEO)中,目前累计播放量已近2W。一晃半年过去了,我们的微信交流群逐渐壮大,陆陆续续开始有同学咨询我们,能否出一个基于 Nvidia Jetson nano 的ROS小车搭建教程,于是,从这个月初,我们便利用正常项目开发之余,准备了一套全新的”保姆级”教程,目的就是让更多爱好者能够快速地自行搭建ROS实体车,享受这个过程带来的成就感;与此同时,我们优化了一下硬件及外观,让其看起来更加酷。

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3D 打印结构及外观版本

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亚克力结构版本

本次主要以我们设计的3D打印结构及外观版本为例,教大家如何将一系列硬件部署到自己喜欢的结构上。具体步骤请让我娓娓道来。

2 真机平台与硬件型号清单

一、真机平台

  • Jetson Nano : 上位机处理器(运行ROS节点、图像处理)

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Jetson nano 实拍图

  • Arduino mega 2560 :下位机处理器(串口通信、电机及灯光控制)

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(source:Arduino 官网)

二、执行机构

  • TT-马达:带减速器、霍尔编码器(1:48 、2×13)

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三、供电部分

  • 总电源:3节串联 18650 电池及对应的电池盒

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  • Jetson nano micro 供电 :5V – 3A 稳压模块

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  • 电量显示 :18650 电池专用显示模块、电压范围可调

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  • 充电方式 :DC接口 、12.6V 锂电池防过充充电器

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四、中间件

Arduino mega 2560 不能直接驱动电机,需要一个电机驱动芯片来完成对应的功能,在之前的推文中,我们使用的是 L298N 模块,使用接线端子的形式进行连接,如下图两马达中间的红色部分。

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旧版本 – 连线复杂

这一次,我们将电机驱动芯片更换为效率更高的TB6612FNG,并且将其安装到了我们的arduino mega 2560 扩展板中,你看,是不是简洁了很多;

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Arduino mega 2560 多功能扩展板

另外为了提高扩展板的通用性,该板子上还提供了5V 3A的两路舵机电源输出,方便后续搭建阿克曼底盘小车,或者控制两自由度舵机云台。经测试,在末端负重的情况下,舵机仍然可以稳定运行。整个扩展板仍然可以使用小车的总电源供电,或自行提供(7-15V电源供电)。

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视频转gif 抽帧提取

3 组装流程

  • 安装电机 、万向支撑轮

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  • 固定电池盒和Jetson Nano

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  • 放置arduino及扩展板、连接TT-电机排线、连接数据线

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Arduino 和 Jetson nano之间使用数据线连接

  • 5V稳压模块,给Jetson nano 供电

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使用的 micro 接口供电,还可使用5V DC接口供电

  • 安装开关、充电DC口、电源显示模块、外壳

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细心的同学对比最前面的渲染图会发现缺少一个雷达和上盖哈,这部分,我们放在第三篇详细讲对应的功能。关于这个版本的硬件部分,我们就描述到这里,下一篇,我们将手把手带大家实现如下功能:

  1. 烧录程序,实现arduino 和 nano之间的ROS通讯;
  2. arduino 电机调速实现过程的代码及硬件讲解;
  3. 基于摄像头的单车道线循迹、Wifi传输摄像头画面
  4. 基于OpenCV 的颜色识别(火焰检测);

4 结束语

Jetson nano 版本、树莓派版本,两者使用的底层电机控制都是一样的,只是这一次我们更集成化了,这样的目的就是为了便于大家在搭建时减少接线的次数,更简单,可以将更多的精力投入到软件和算法的学习上面。

另外,为了适配大家的需求,我们这次设计的Arduino 扩展板将支持多种类型的电机,以满足不同的底盘大小的小车。如:37电机版本的小车

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适配更大功率电机驱动器,带动更大功率的电机(行星减速电机),我们的小伙伴儿也做了测试,稳稳能行。

除了差速,我们的板子还支持阿克曼类型底盘,我们的目的是:”学习一套框架适配不同类型底盘开发,为机器人爱好者们提供一个更加便捷的方案”。

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展望与彩蛋

展望:

在后面的推文中,我们将继续分享如何自己动手搭建一台ROS车,持续更新我们的仿真和推文,欢迎您的持续关注。

喜欢仿真的小伙伴儿,欢迎体验我们的 NEOR mini 阿克曼仿真平台:GitHub – COONEO/neor_mini: ROS-based Ackerman-like unmanned car.,同时也希望您能给我们提出宝贵的建议。您的支持和鼓励是我们继续分享的动力。

https://github.com/COONEO/neor_mini.git

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喜欢自己动手的小伙伴,欢迎您体验我们的手把手教您搭建ROS小车教程,其中所需要的代码和教程已开源,地址如下:https://github.com/COONEO/Arduino_Raspberry_ROS_Car.git

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Original: https://blog.csdn.net/COONEO/article/details/126253133
Author: COONEO
Title: 开源!手把手教你搭建Arduino+英伟达Jetson的ROS小车(上)

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