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[教程] HCRbot 系列 2──HCRbot 硬件介绍与设置

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这是HCRbot系列的第2篇。

下面是目前已经写好的所有篇章链接:


这一节主要讲 HCRbot 的硬件设计,包括所需的传感器、电路设计、结构安装等。

## 物料清单

### 机器人主体结构框架


DFRobot-HCR.jpg

为了满足激光雷达的测距需要,我将 HCR 的第二层做了写改装,去掉了外围的超声波传感器支架。然后用 3D 打印做了几根白色的支架,可以看本节最后的效果图(好像颜色有点不搭……不过不要在意这些细节嘿嘿)。

### 底层驱动




Veyron-motor-driver.jpg

### 主控 SBC(Single Board Computer)


如果只用激光雷达做室内导航的话,选择 Raspberry Pi 3 就够了,毕竟最便宜。如果如果想要做视觉相关的项目的话,建议选择 Odroid XU4,如果你是土豪,可以用 TX1/TX2。

如果你用的是 ROS Indigo 版本,也可以用 NVIDIA TK1,价格跟 Odroid XU 4 差不多。

当然你也可以用正常的 x86 架构的 PC 电脑,考虑到体积因素,Intel NUC 也是一个不错的选择。

### 主要传感器


如果只做室内导航的话,以上传感器选择其一就好,本人3个都玩过。如果想要做视觉相关的项目的话,建议选择 R200 或者 Kinect,当然你也可以选择其他摄像头。

这里有 ROS 支持的各种传感器,大家可以方便查看:http://wiki.ros.org/Sensor

注意:RealSense R200 与 PC 或者 SBC 连接需要有 USB 3.0 的接口,所以想玩 R200 的需要选择带有 USB 3.0 接口的 SBC 或者 PC。

### 其他配件


以上这些物品的介绍这里就不展开了,请查看相应链接。

想要玩 SLAM 的话,最低配置推荐 RPLIDAR A1 + Raspberry Pi 3。

## 配置方案推荐

由于 HCRbot 采用模块化的设计方案,所以大家可以根据自己的项目需求,选择适合自己的配置,下面推荐几种配置组合方案。

当然所有的配置方案都需要 HCR 机器人、OpenCR 驱动板、威龙电机驱动等,下面的配置方案介绍只陈列不一样的部分,比如主控和传感器。当然,未来如果有时间的话,我会尝试用 Arduino Mega 来代替 OpenCR,毕竟 OpenCR 现在没有卖,而且相信到时候价格也不会便宜。而 ROS 方案中也有和 Arduino 通信的包,所以相信用 Arduino Mega 也是可以实现的,不过这是后话啦。

### 基础版

  • Raspberry Pi 3 + RPLIDAR

这个配置应该差不多是做 SLAM 机器人的最低配置了,用 Raspberry Pi 对付激光雷达应该还是绰绰有余的,如果只是想体验一下 SLAM 机器人的话,推荐这个配置。

### 进阶版

  • Odroid XU4 + Kinect / R200 等摄像头

这个配置用来做视觉 SLAM 应该还是蛮不错的,相比 Raspberry Pi,Odroid 的处理能力提升了很多,可以用来做一些视觉方面的项目了。

### 豪华版

  • Odroid XU4 + RPLIDAR + Kinect / R200 等摄像头

这个配置的组合,可玩性就比较大了,既有激光雷达,又有摄像头,怎么发挥,就看你的想象力了,做一些 3D SLAM 应该可以勉强应付了。目前笔者就是采用了这个配置。

### 土豪版

这个……就随你怎么配吧,反正怎么贵怎么来,比如可以吧 Odroid XU4 换成 NVIDIA TX1/TX2 等,把 RPLIDAR 换成其他更好的激光雷达等,反正我是没玩过,你们自己看着办。

## 电路设计

接着来一张五毛特效的电路图吧,相(dan)信(yuan)大家都能看懂。

hcr-minimal-circuit-diagram.jpg


当然这里只是最基本的可以驱动 HCRbot 的电路图,如果你要加其他传感器,比如激光雷达,或者深度摄像头,相信电路部分难不倒各位读者。

## 整体效果

下面就是 HCRbot 的实物图啦。为了测试不同的传感器和效果,我在上面装备了 Xbox Kinect、Realsense R200、RPLIDAR A2 等传感器;主控方面,底层驱动采用了 OpenCR;运行 ROS 的下位机采用了 Raspberry Pi 3 或者 Odroid X4,当然这两个二选一就好啦,追求性能或者要做图像计算的话,还是推荐 Odroid XU4。

hcrbot-hardware.png


未完待续……

Ash  管理员

发表于 2017-8-21 16:03:55

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qwe143109  学徒

发表于 2017-12-10 19:44:25

你好,我想咨询一下第二层用的白色圆柱是什么东西?是用来吸收激光,防止反射的吗?
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jarvis_chan  版主
 楼主|

发表于 2017-12-11 11:13:17

qwe143109 发表于 2017-12-10 19:44
你好,我想咨询一下第二层用的白色圆柱是什么东西?是用来吸收激光,防止反射的吗? ...

HCR第二层原来放超声波传感器的支撑架被我拆掉了,因为会挡住激光雷达,所以我自己3D打印了几根柱子做支撑。只是起到支撑作用,同时减少激光雷达被遮挡的面积
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刘智勇  学徒

发表于 2018-12-19 11:05:01

您好,当底盘使用键盘控制小车运动时,只有当发布速度在0.5m/s以上时,电机才转动,请问您的底盘有这样的问题么?问题的原因时因为电机启动转矩不够还是电机烧掉了?谢谢您
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铁熊  版主

发表于 2018-12-20 16:16:50

刘智勇 发表于 2018-12-19 11:05
您好,当底盘使用键盘控制小车运动时,只有当发布速度在0.5m/s以上时,电机才转动,请问您的底盘有这样的问 ...

这个可以问一下DF相关的技术人员,看看他们的车有没有这个问题
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刘智勇  学徒

发表于 2018-12-21 09:37:51

铁熊 发表于 2018-12-20 16:16
这个可以问一下DF相关的技术人员,看看他们的车有没有这个问题

谢谢您的回复,您的平台上用的电机型号是哪一款呢?咨询了df的技术人员,说是电机启动转矩不够,空载运行下要给到90rpm电机才有动作。
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铁熊  版主

发表于 2018-12-23 10:22:38

刘智勇 发表于 2018-12-21 09:37
谢谢您的回复,您的平台上用的电机型号是哪一款呢?咨询了df的技术人员,说是电机启动转矩不够,空载运行 ...

电机就是HCR那套机器人里面的,一套的
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gada888  版主

发表于 2018-12-23 13:44:00

这个牛
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