FOXTECH VG-450 UGV Lidar Mapping Robot

Introduksjon

Overview
VG-450 er en rask, smidig, kompakt robotisk åpen kildekode-forskningsplattform spesialdesignet for UGV-utviklere og vitenskapelige forskere, og gir rikelig med demo-rutiner, som utendørs veipunktplanlegging, 2D LiDAR-kartlegging og unngåelse av hindringer, 3D-kartlegging, etc.
Denne utviklingsplattformen er basert på ROS åpen kildekode-system og APM autonavigasjonssystem og er også utstyrt med flere sensorer, som LiDAR, kikkertkamera, dybdekamera, RTK, som er egnet for anvendt forskning på autonome leveringskjøretøyer, serviceroboter og utvikling av tilleggsfunksjoner.
Spesifikasjon

Speider MINI

• Størrelse  627x549x502 mm
• Akselavstand  452 mm
• Hjulbase foran 450 mm
• Vekt  26 kg
• Lastekapasitet  7 kg
• Batteritype  24V 15Ah litiumbatteri
• Motor  børsteløs DC-motor 4*150W
• Drive type  uavhengig firehjulsdrift
• Suspensjon  uavhengig fjæring med vippearm
• Styring  firehjuls differensialstyring
• Sikkerhetsutstyr Servobrems/antikollisjonsrør
• Høyeste hastighet uten belastning 10.8 km/t
• Minimum svingradius Om (n-situ rotasjon)
• Maksimal klatrekapasitet S0
• Minimum bakkeklaring 107 mm
• Maks reise 10 km
• Kontrollmodus fjernkontroll/kommandomodus
• Kemote-kontroller 2.4Ghz/1km ekstrem avstand
• Kommunikasjonsgrensesnitt KAN

Datamaskin ombord

• Modell AS6
• CPU Intel 17 8565U, quad-core og åtte-tråds
• GPU Intel UHD Graphics 620
• Harddisk 128 GB
• VÆR 8 GB DDR4

Kikkertkamera

• Modell
  Intel Realsense T265
• Chip Movidius Myraid2
• Feltet av view  To fiskeøyelinser, nær halvkuleformet 163+5°FOV
• IMU BMIOS5, muliggjør nøyaktig måling av rotasjon og akselerasjon av enheten

Dybdekamera

• Modell ntel Realsense D4351\
• Dybdeteknologi aktiv IR stereo
• Dybdeutgangsoppløsning opp til 1280°720
• Bildehastighet for dybdeutgang opptil 90 bilder per sekund
• Min. dybdeavstand 0. jeg

LiDAR

• Laseravstandsteknologi TOF
• Kanging radnus 0.15m-
• Sampavdragene 9200 ganger/sek Kanging-nøyaktighet 2-10 cm (typisk SCM)
• Varierende utslag Cm
• Skanner ng 360
• Skanningsfrekvens 7-1SHz (typisk 10Hz)

RTK posisjoneringsmodul

• Hyppighet BDS/GPS/GLONASS/QZS
• Posisjoneringsnøyaktighet 10 cm (vanlig)
• Initialiseringstid < 10 s (vanlig)
• På tide å fikse først kaldstart: 40s (typisk); varmstart: 5s (vanlig) seriell port. TF-kort. USB 2.00G. KAN. PPS
• Grensesnitt HENDELSE
• Dataformat N EA-0183. BINEX. Femtomes ASCIl. Binær
•  GNSS-datahastighet IHz/SHz/ 10Hz/ 20Hz (valgfritt) WIFI-overføringssystem
•  Vekt 146.8 g
•  Størrelse 88x66x19mm
• Sendingsavstand 800m (uten hindringer)
• Hyppighet 5.1GHz-5.9GHz
• Makt 6W
• Utsette 200 ms
• Båndbredde 40 MHz eller 20MHz
• Sendekraft 20mW
• Arbeidstemperatur -10°C~45°Cc

1. Slå på fjernkontrollen og vri SWB girspaken til midtposisjon for å bytte UGV til fjernkontrollmodus, slik at UGV kan flytte til teststedet (*Fordi punktet når navigasjonskontrollpanelet er aktivert anses å være være hjemmepunktet, anbefales det å starte UGV på nytt etter ankomst til teststedet)
2. Koble til UGVs WiFi, og bruk Mission Planner bakkestasjon og NoMachine for å koble til UGV
3. Klikk på flyplanen i øvre venstre hjørne på bakkestasjonen for å gå inn i veipunktinnstillingsgrensesnittet. Og klikk på et hvilket som helst punkt på kartet med venstre museknapp for å angi veipunktet. Attributtene og innstillingene til veipunktet vil vises i øvre venstre hjørne og nedre hjørne, som kan endres i henhold til situasjonen. Etter å ha angitt veipunktet, klikk på skriveveipunktet til høyre. (*Etter å ha fullført trinnene ovenfor, start datamaskinen ombord på nytt for å få et nytt veipunkt.)
4. Slå på strømmen til den innebygde datamaskinen, koble til UGV X86-datamaskinen gjennom NoMachine, og åpne sh script-mappen på skrivebordet
5. Klikk med høyre museknapp i mappen, velg Åpne i terminal-alternativet for å åpne en terminal, og skriv inn følgende kommando for å starte veipunktplanlegging og VFH-hindreunngåelsesfunksjon
6. I Mission Planner bakkestasjon, velg Action -> Mode (AUTO eller GUIDED) -> Set Mode for å sette UGV til AUTO eller GUIDED-modus (* I AUTO-modus vil UGV-en bevege seg i henhold til veipunktplanen. I GUIDED-modus, UGV vil bevege seg i henhold til veipunktplanen og har VFH-funksjonen for å unngå hindringer)

2D kartlegging

1. Trykk på strømknappen på UGV
2. Slå på fjernkontrollen
3. Koble til WiFi-en til UGV-en, og start NoMachine for å koble til UGV-ens innebygde datamaskin
4. Finn sh script-mappen til UGVs skrivebord på datamaskinen i NoMachine-grensesnittet
5. Klikk med høyre museknapp i mappen, velg alternativet Åpne i terminal for å åpne en terminal, og skriv inn følgende kommando for å starte 2D-kartleggingsfunksjonen r300_cartographer_slam.sh
6. Under normale omstendigheter starter hver node normalt, og du kan se kartet vist i rviz
7. Bruk fjernkontrollen til å styre UGV-en til å bevege seg. Etter at kartet over området er bygget, skriv inn følgende kommando for å lagre kartet rosrun map_server map_saver -f map_name
8. tips (map_name i kommandoen er navnet på den lagrede kartrelaterte file, og et pgm- og yaml-format file vil bli generert. De file vil bli lagret i mappebanen til terminalen der kommandoen legges inn)

3D kartlegging

1. Trykk på strømknappen på UGV
2. Slå på fjernkontrollen
3. Koble til WiFi-en til UGV-en, og start NoMachine for å koble til UGV-ens innebygde datamaskin
4. Finn sh script-mappen til UGVs skrivebord på datamaskinen i NoMachine-grensesnittet
5. Klikk med høyre museknapp i mappen, velg Åpne i terminal-alternativet for å åpne en terminal, og skriv inn følgende kommando for å starte 2D-kartleggingsfunksjonen
   r300_rtabmap.sh
6. Bruk fjernkontrollen til å kontrollere bevegelsen til UGV for å etablere et 3D-kart over området
   • tips (Hvis noden starter unormalt, bruk kommandoen rs-sensor-control for å sjekke om T265- og D435i-kameraene vises. Hvis de ikke vises, betyr det at enheten ikke er koblet til den innebygde datamaskinen på vanlig måte. Prøv å endre USB-porten eller start UGV på nytt)

Simuleringsintroduksjon

Simuleringssystem
R300-simuleringssystemet er basert på ROS- og Gazebo-simuleringssystemet. Den gir UGV-kroppsmodeller og sensorsimuleringer som 2D lidar, 3D lidar og dybdekamera. Den er for tiden utstyrt med navigasjonsfunksjon, RtabMap 3D-kartfunksjon, OctoMap 3D-kartfunksjon og SLAM-kartfunksjon.

Navigasjonsfunksjon
Det startet sh-skriptet er /src/R300/r300_simulation/sh/r300_simulation_navigation.sh. Den sh file inneholder følgende deler:

1. Start ros-masternoden
2. Start R300-simulering, inkludert simuleringsmiljø, UGV-modell, sensorsimulering, TF, etc.
3. Tastaturkontrollnode for å kontrollere bevegelsen til UGV
4. Navigasjonsfunksjon
5.  Det visuelle rviz-grensesnittet, som er satt for navigasjonsfunksjonen, viser ruteplanlegging, kart, posisjonering, lidar-data og UGV-modeller.
   Åpne en terminal vilkårlig, dra r300_simulation_navigation.sh file inn i terminalvinduet, og en kommando for å starte sh-skriptet vises. Trykk Enter for å starte den.

Sjekk terminalvinduet som dukker opp og om nodene i hver terminal startes normalt. Etter å ha bekreftet at nodene kjører normalt, trykk på A- eller D-tasten i den tredje tastaturkontrollerte terminalen for å gi UGV en vinkelhastighet (vinkelhastighet anbefales å kontrollere innenfor 0.5). Etter at UGV-ens posisjonering har konvergert, under normale omstendigheter, kan UGV-en rotere en hel sirkel. Trykk på crtl + c i tastaturkontrollterminalen for å lukke noden.

Velg 2D Nav Goal-plugin-modulen i rviz, velg et hvilket som helst punkt på kartet, klikk på venstre museknapp og trykk lenge for å velge retningen, og slipp den for å sende navigasjonsmålpunktet, og UGV-en vil automatisk navigere til målpunkt.

RtabMap 3D-kartleggingsfunksjon

Det startet sh-skriptet er /src/R300/r300_simulation/sh/r300_simulation_rtabmap.sh. Den sh file inneholder følgende deler:

1. Start ros-masternoden
2. Start R300-simulering, inkludert simuleringsmiljø, UGV-modell, sensorsimulering, TF, etc.
3.  Tastaturkontrollnode for å kontrollere bevegelsen til UGV
4. Rtabmap-kartleggingsfunksjon. Denne funksjonen bruker hovedsakelig det visuelle bildet og dybdebildet til dybdekameraet for å lage 3D-kartlegging. Åpne en terminal vilkårlig, dra r300_simulation_rtabmap.sh file inn i terminalvinduet, og en kommando for å starte sh-skriptet vises. Trykk Enter for å starte den. Sjekk terminalvinduet som dukker opp og om nodene i hver terminal startes normalt. Etter å ha bekreftet at nodene kjører normalt, skriv inn de tilsvarende kontrollinstruksjonene i den tredje tastaturkontrollerte terminalen for å kontrollere bevegelsen til UGV for 3D-kartlegging.

OctoMap 3D-kartleggingsfunksjon

Det startet sh-skriptet er /src/R300/300_simulation/sh/r300_simulation_octomap.sh. Den sh file inneholder følgende deler:

1. Start ros-masternoden
2. Start R300-simulering, inkludert simuleringsmiljø, UGV-modell, sensorsimulering, TF, etc.
3. Tastaturkontrollnode for å kontrollere bevegelsen til UGV
4. Octomap kartleggingsfunksjon, hovedsakelig ved hjelp av 3D lidar punktskydata for kartlegging
5. Det visuelle rviz-grensesnittet, som er satt for octomap-funksjonen, viser kart og UGV-modeller. Åpne en terminal vilkårlig, dra r300_simulation_octomap.sh file inn i terminalvinduet, og en kommando for å starte sh-skriptet vises. Trykk Enter for å starte den. Sjekk terminalvinduet som dukker opp og om nodene i hver terminal startes normalt. Etter å ha bekreftet at nodene kjører normalt, skriv inn de tilsvarende kontrollinstruksjonene i den tredje tastaturkontrollerte terminalen for å kontrollere bevegelsen til UGV for 3D-kartlegging.

Etter at kartet er opprettet, kan du skrive inn følgende kommando for å lagre kartet: rosrun octomap_server octomap_saver -f map_name.ot To view 3D-kartet, skriv inn følgende kommandoer: octovis map_name.ot Install sudo apt-get install octovis

SLAM 2D kartfunksjon

Det startet sh-skriptet er amovcar/src/R300/r300_simulation/sh/r300_simulation_slam.sh. Den sh file inneholder følgende deler:

1. Start ros-masternoden
2. Start R300-simulering, inkludert simuleringsmiljø, UGV-modell, sensorsimulering, TF, etc.
3. Tastaturkontrollnode for å kontrollere bevegelsen til UGV
4. 2D-kartleggingsfunksjon, hovedsakelig ved hjelp av 2D lidar-data for kartlegging
5. Det visuelle rviz-grensesnittet, som er satt for SLAM 2D-kartfunksjonen, viser kart og UGV-modeller. Åpne en terminal vilkårlig, dra r300_simulation_slam.sh file inn i terminalvinduet, og en kommando for å starte sh-skriptet vises. Trykk Enter for å starte den. Sjekk terminalvinduet som dukker opp og om nodene i hver terminal startes normalt. Etter å ha bekreftet at nodene kjører normalt, skriv inn de tilsvarende kontrollinstruksjonene i den tredje tastaturkontrollerte terminalen for å kontrollere bevegelsen til UGV for 2D-kartlegging.

Etter at kartet er opprettet, kan du skrive inn følgende kommando for å lagre kartet: rosrun map_server map_saver -f map_name

Etter å ha skrevet inn denne kommandoen, files i .pgm- og .yaml-formater vil bli generert i gjeldende mappe, og det lagrede kartet file map.yaml og map.pgm kan være viewed gjennom ls-kommandoen.

Dokumenter / Ressurser

FOXTECH VG-450 UGV Lidar Mapping Robot [pdfBrukerhåndbok VG-450 UGV Lidar Mapping Robot, VG-450 UGV, Lidar Mapping Robot

Referanser

• Brukerhåndbok