Hexapod ROS रोबोट

हेक्सापॉड रोबोट एक ऐसा प्लेटफॉर्म है जो चलने के लिए छह पैरों का उपयोग करता है। इंटरनेट पर बहुत सारे वीडियो देखने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि ऐसे रोबोट के आंदोलन को देखना बहुत दिलचस्प था। और फिर कुछ ऐसा ही करने की इच्छा थी, लेकिन बोर्ड पर एक बीगलबोन ब्लैक (इसके बाद बीबीबी) सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर के साथ, क्योंकि अभी तक ऐसी कोई परियोजना नहीं थी। ऐसे रोबोट के बारे में जानकारी आसानी से नहीं मिली, खासकर सॉफ्टवेयर घटक के संबंध में। कुछ समय के लिए यह स्पष्ट नहीं था कि कहां से शुरू किया जाए, लेकिन यह जल्द ही रोबोट निर्माण - चेसिस और इलेक्ट्रॉनिक घटक के निर्माण के साथ शुरू करने का निर्णय लिया गया था, और फिर जो कुछ हुआ उसकी प्रोग्रामिंग शुरू करें।



Robocraft.ru पर रोबोट के लिए ऑपरेटिंग सिस्टम के बारे में कुछ लेखों का अध्ययन करने के बाद - ROS - यह उस पर नियंत्रण बनाने का निर्णय लिया गया था, खासकर जब से बीबीबी को इसके लिए पर्याप्त शक्ति होनी चाहिए थी। इसके अलावा, आरओएस रोबोटिक्स में बहुत ही आशाजनक क्षेत्र है जिसमें विकास के लिए कई उपकरण और टर्नकी समाधान हैं।

"लोहा" का विकल्प

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, बीगलबोन ब्लैक सिस्टम का मस्तिष्क बन गया है:







बीबीबी भी उबंटू का समर्थन करता है, लेकिन एआरएम वास्तुकला के लिए एक कोर के साथ।



प्रायोगिक मोड, जिसमें एआरएम के लिए आरओएस अभी भी चल रहा है, ने किसी भी तरह से काम की प्रक्रिया को प्रभावित नहीं किया है, क्योंकि लाइनक्स-आर्म पर स्थिर रूप से काम करने वाले उपकरणों का उपयोग किया गया था।



अगला महत्वपूर्ण हिस्सा सर्वो नियंत्रक है। BBB में कई PWM चैनल हैं, लेकिन वे स्पष्ट रूप से 18 सर्वो के लिए पर्याप्त नहीं हैं। इसके अलावा, PWM नियंत्रण अनावश्यक रूप से प्रोसेसर को लोड करेगा। कुछ इंटरफ़ेस के माध्यम से नियंत्रण के साथ तैयार इमदादी नियंत्रक का उपयोग करना अधिक तर्कसंगत है। चुनाव उपयुक्त मिनी मेस्ट्रो 18-चैनल USB सर्वो नियंत्रक पर गिर गया:







इस कंट्रोलर में सर्वो के लिए 18 चैनल हैं, एक UART और USB इंटरफ़ेस है। यह अपने स्वयं के प्रोटोकॉल के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है, जिसमें सर्वो ड्राइव के लक्ष्य कोण की सेटिंग्स, साथ ही इसकी गति और त्वरण शामिल हैं; इसके अलावा, इसमें ग्राफिकल शेल में सुविधाजनक अंशांकन उपकरण हैं।



लेकिन मिनी मेस्ट्रो को बीबीबी से जल्दी से जोड़ना संभव नहीं है, क्योंकि उनके यूएआरटी इंटरफ़ेस स्तर अलग-अलग हैं: 5 वी और 3.3 वी। आउटपुट एक अतिरिक्त डिवाइस का उपयोग था - एक तर्क स्तर कनवर्टर, जो 3.3 वी को 5 वी और इसके विपरीत में परिवर्तित करता है। ऐसी बात Sparkfaun.com से आई है। यह BOB-08745 है :







अब आप आसानी से BBB और कंट्रोलर को कनेक्ट कर सकते हैं ताकि वे UART के माध्यम से संवाद करें।



भविष्य के अनुसंधान के लिए, मैं आईएमयू चाहता था ताकि रोबोट कम से कम किसी तरह अंतरिक्ष में महसूस करे। पोलिओलू द्वारा एक त्वरकमापी, मैग्नेटोमीटर और जाइरोस्कोप के साथ एक IMU का भी आदेश दिया जाता है:







यह दो L3GD20 और LSM303DLHC चिप्स के साथ एक छोटा मिनीमू -9 v2 बोर्ड है, जो I2C इंटरफ़ेस के माध्यम से बाह्य उपकरणों के साथ संचार करता है। मिनीमू 2.5 वी से 5.5 वी तक काम करने में सक्षम है, इसलिए किसी भी कन्वर्टर्स की आवश्यकता नहीं थी।



कई वीडियो पर, हेक्सापोड को विभिन्न कंसोल से गेमपैड द्वारा नियंत्रित किया गया था। और व्यर्थ नहीं। कई बटन और दो "एनालॉग" नॉब्स के साथ, जॉयस्टिक एक सुविधाजनक नियंत्रण उपकरण बन जाता है। मानक जॉयस्टिक के लिए एक ड्राइवर आरओएस में पाया गया था, और कनेक्शन की समस्याओं से बचने के लिए, यह मूल PS3 दोहरी शॉक 3 खरीदने का निर्णय लिया गया था:







ब्लूटूथ के माध्यम से कनेक्ट करने के लिए, जाहिर है, एक यूएसबी एडाप्टर की आवश्यकता थी। नतीजतन, मेरे पास उनमें से दो थे, क्योंकि उनमें से एक मौजूदा ड्राइवर के साथ काम नहीं करना चाहता था (बाद में इस पर अधिक)। और MobileData UBT-206 - कमाया।



बीबीबी को डेस्कटॉप कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए, एसएसएच प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है, जो बदले में उपयोग करता है, उदाहरण के लिए, ईथरनेट, ईथरनेट-ओवर-यूएसबी (एक तकनीक जो आपको यूएसबी के माध्यम से ईथरनेट नेटवर्क का अनुकरण करने की अनुमति देती है) या वाई-फाई। हर बार तारों को जोड़ना बहुत सुविधाजनक नहीं है और इससे छुटकारा पाने के लिए एक अतिरिक्त यूएसबी वाई-फाई अडैप्टर जोड़ा गया। बीबीबी के लिए कौन सा एडाप्टर सबसे उपयुक्त है, इसकी जांच करने पर, यह स्पष्ट हो गया कि आर्म-लाइनक्स कर्नेल rtl8192cu ड्राइवर का समर्थन करता है, जिसके आधार पर उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला काम करती है। कॉम्पैक्ट नेटगियर WNA1000M का चयन किया गया था (मोबाइलडाटा UBT-206 के साथ चित्र में):









हालांकि कई बाहरी ऐन्टेना के साथ एडेप्टर का उपयोग करने की सलाह देते हैं, लेकिन यह काफी महत्वपूर्ण काम करता है।



ठीक है, सिर्फ एक यूएसबी होस्ट बीबीबी कनेक्टर का विस्तार करने के लिए, आपको एक यूएसबी हब की आवश्यकता है। मुझे यह पसंद आया - MobileData HDH-700, क्योंकि इसमें चार उपकरणों में से प्रत्येक के लिए बटन-स्विच हैं:







अगला आइटम सभी ऑन-बोर्ड डिवाइसों की बैटरी है। बैटरी - Li-Po 2200mAh, जिसमें दो डिब्बे होते हैं। इसके साथ, दो वोल्टेज नियामक बैटरी वोल्टेज को आवश्यक 5 वी (बीबीबी और सर्वो नियंत्रक के लिए) और 6 वी (सर्वो ड्राइव के लिए) में परिवर्तित करते हैं। बैटरी पर एक कम-चार्ज सूचक भी होता है, जो बैटरी वोल्टेज को कम से कम होने पर छेदता है।

डिजाइन और सर्वो की पसंद

विभिन्न सामग्रियों से बने हेक्सापोड्स के कई डिजाइन हैं। मैं यहां फ़ोटो अपलोड नहीं करूंगा, क्योंकि वे इंटरनेट पर ढूंढना आसान हैं। क्लासिक संस्करण में प्रत्येक पैर पर तीन ड्राइव होते हैं, जो पर्याप्त स्वतंत्रता देता है। बेशक, आप दो ड्राइव के साथ प्राप्त कर सकते हैं - लेकिन आंदोलनों अधिक "चिकोटी" हो जाएंगे।



निलंबन भागों के लिए विभिन्न सामग्री और विनिर्माण तकनीक। यह प्लास्टिक, प्लाईवुड या धातु की चादरों से 3 डी प्रिंटर या लेजर कटिंग पर प्रिंट किया जा सकता है। चूंकि हाथ में कोई 3 डी प्रिंटर नहीं था और मुद्रित भागों की ताकत वांछित होने के लिए बहुत कुछ बचा था, धातु का एक डिजाइन चुना गया था, अर्थात् एल्यूमीनियम और duralumin। इसके अलावा, काम पर मेरे पास एक सीएनसी मिलिंग मशीन थी, इसलिए यह मिलिंग द्वारा धातु की चादरें बनाने के लिए तय किया गया था।



मुख्य उदाहरण, जिसकी छवि में खुद का डिज़ाइन बनाया गया था, वह है लिंक्समैशन फीनिक्स :







GrabCAD वाला मॉडल भी निर्माण में बहुत मददगार था ।



रोबोट के मुख्य भागों में से एक सर्वो हैं। उनके पास पर्याप्त धार होना चाहिए और विश्वसनीयता के लिए, गियरबॉक्स को धातु से चुना जाना चाहिए। प्रसिद्ध फर्मों Hitec और Futaba से इस तरह के सर्वो की लागत लगभग $ 20- $ 30 है। इसलिए, "सस्ता नहीं" हिटेक एचएस -645 / 485 एमएम सर्वो के बजाय, चीनी का आदेश दिया गया, जो टर्नजी टीजीवाई-एस 901 डी की आधी कीमत हैं:







जब 6 वी पर संचालित होता है, तो वे अधिकतम 12.5 किग्रा / सेमी लोड करने में सक्षम होते हैं, जो कि 2 किलो के अनुमानित वजन वाले रोबोट के लिए पर्याप्त था। चीनी सर्वर में एक स्टॉक की जरूरत है, क्योंकि उनकी गुणवत्ता वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देती है। उनमें से कुछ शुरुआत से ही बाहरी ध्वनियों के साथ काम करते हैं। उनके पास काफी बड़ा बैकलैश और घुमावदार अक्ष भी है। लेकिन $ 10 के लिए - यह स्वीकार्य है।



शाफ्ट पर एक एल्यूमीनियम डिस्क माउंट को संरचना की ताकत और लोच बढ़ाने के लिए सर्वर के लिए खरीदा गया था:

सॉलिडवर्क्स और विनिर्माण भागों में 3 डी मॉडल बनाना

इस प्रकार, घटकों के मूल सेट पर निर्णय लेने के बाद, मैंने सॉलिडवर्क्स का उपयोग करके 3 डी ड्राइंग बनाना शुरू किया। यहाँ जो कुछ हुआ है उसका एक रेंडर है (मैंने सभी कॉग को ड्रा नहीं किया है):







अलग-अलग, यह संभवतः कुछ विवरणों और नोड्स पर रुकने लायक है। समतल भागों के अलावा, झुकने से प्राप्त भाग विशेष जटिलता के थे:







सॉलिडवर्क्स में एक विशेष उपकरण का उपयोग करके इन भागों का विकास प्राप्त किया गया था। उन्हें एल्यूमीनियम 2 मिमी की शीट से काट दिया जाता है, एक अनावश्यक डिवाइस के शरीर से निकाल दिया जाता है। यह झुकने से भाग लिया था, इसलिए एल्यूमीनियम ब्रांड स्पष्ट रूप से इसके लिए उपयुक्त था। सभी भागों को समान रूप से और समान रूप से झुकने की समस्या को एक विशेष उपकरण, एक वीज़ और एक हथौड़ा की मदद से हल किया गया था। यह मैनुअल मैन्युफैक्चरिंग मेथड से उम्मीद से भी बेहतर निकला।







अगला आइटम शाफ्ट के विपरीत सर्वो की तरफ की झाड़ियों है। इन झाड़ियों के माध्यम से, फ्रेम के निचले भाग में सर्वोस को माउंट किया जाता है।







झाड़ियों को फ्रेम की दो प्लेटों पर लोड को समान रूप से वितरित करना आवश्यक है, अन्यथा सर्वो शाफ्ट झुक सकता है। झाड़ियों को कैप्रोलोन से एक ही मिलिंग मशीन पर बनाया जाता है - एक बहुलक जिसका उपयोग घर्षण-रोधी भागों में किया जाता है।







और आखिरी चीज को रोकने के लिए पैरों के छोर पर विवरण है।







वे एबीएस प्लास्टिक से बने 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित होते हैं। इसके अलावा, वाद्य यंत्रों के लिए रबर के पैरों को उनके गोल खांचे में चिपका दिया जाता है। परिणाम एक पूर्ण भाग है जो सतह के साथ संपर्क के घर्षण में वृद्धि में योगदान देता है। उनके बिना, रोबोट की जड़ता और पैरों के "तप" का अनुपात किसी भी सपाट सतह पर चलने और अन्य कार्यों के दौरान उत्तरार्द्ध की फिसलन की ओर जाता है।







शेष फ्लैट भागों को 2.2 मिमी मोटी duralumin से बनाया गया है।

रोबोट विधानसभा

विधानसभा कई चरणों में हुई। यह इसके व्यक्तिगत भागों के डिबगिंग के कारण है। सबसे पहले, इमदादी नियंत्रक के साथ केवल चेसिस को इकट्ठा किया गया था, और यूएसबी के माध्यम से amd64 डेस्कटॉप कंप्यूटर से नियंत्रण किया गया था। फिर हब के साथ बीबीबी आया, और आखिरी लेकिन कम से कम नहीं - स्टेबलाइजर्स और आईएमयू के साथ बैटरी।



फोटो में - विधानसभा के विभिन्न चरणों और अंतिम परिणाम।

बीगल हड्डी

तैयार छवि से Ubuntu 13.04 बीबीबी पर स्थापित है। आज, वितरण का यह संस्करण अब डाउनलोड के लिए उपलब्ध नहीं है, लेकिन केवल नवीनतम और एलटीएस है। कर्नेल संस्करण 3.8।



eMMC को माइक्रोएसडी कार्ड के माध्यम से फ्लैश किया गया था। USB फ्लैश ड्राइव में एक छवि लिखने का सबसे आसान तरीका विंडोज के लिए छवि लेखक के साथ है। फर्मवेयर निर्देश यहां देखे जा सकते हैं ।



अब UART को BBB से आरंभ करने के बारे में। यह डिवाइस ट्री कंपाइलर (डीटीसी) के माध्यम से किया जाता है और इस पर और भी बहुत कुछ यहां पाया जा सकता है । आप इसे बीबीबी पर इस तरह से स्थापित कर सकते हैं:



wget -c https://raw.github.com/RobertCNelson/tools/master/pkgs/dtc.sh

chmod +x dtc.sh

./dtc.sh







यहां से ले गए ।



Rx और Tx UART के पिन P9_11 और P9_13 (uart5 के मामले में) के बाद, आप डेटा स्थानांतरित कर सकते हैं। और बिटरेट को बदलने के लिए, स्टाइट यूटिलिटी का उपयोग किया जाता है। यह इमदादी नियंत्रक के साथ काम शुरू करने से पहले एक स्क्रिप्ट के माध्यम से लॉन्च किया गया है:



stty -F /dev/ttyO4 cs8 115200







नियंत्रक पर, गति Maestro नियंत्रण केंद्र के माध्यम से निर्धारित की जाती है।



UART के लिए "स्टार्ट अप" हर बार जब आप सिस्टम शुरू करते हैं, तो आपको एक लाइन जोड़ना चाहिए

sudo bash -c "echo enable-uart5 > /sys/devices/bone_capemgr.*/slots"





में आदि।



जैसा कि ऊपर वर्णित है, IMU I2C इंटरफ़ेस का उपयोग करता है। बीबीबी पर I2C डिफ़ॉल्ट रूप से काम करता है, इसे शुरू करने के लिए कोई अतिरिक्त कदम की आवश्यकता नहीं है। लेकिन IMU के लिए ROS नोड लिखने से पहले, यह सत्यापित करना उपयोगी था कि इंटरफ़ेस लिनक्स के लिए i2c- उपकरण उपयोगिता का उपयोग करके सही ढंग से जुड़ा हुआ है। I2C के साथ डील ने अभी भी वीडियो की मदद की।



बड़ी समस्या ब्लूटूथ के माध्यम से ठीक से काम करने के लिए जॉयस्टिक हो रही थी। इसे जोड़ना मुश्किल नहीं था - सब कुछ ps3joy नोड और इसके लिए ट्यूटोरियल के विवरण के अनुसार है। केवल ड्राइवर जोस्टिक के लिए, कर्नेल संस्करण 3.5 से शुरू होकर, कम आवृत्ति के साथ डिवाइस से घटनाओं को प्राप्त करना शुरू किया: लगभग 5 हर्ट्ज। यह सामान्य प्रबंधन के लिए पर्याप्त नहीं है। समस्या सिर्फ यहाँ बताई गई है । इसलिए, अन्य ड्राइवरों के एक समूह की कोशिश करने के बाद, मैंने एक हाथ-लाइनक्स के लिए काम किया। यह सिक्सड ड्राइवर है। लेकिन उसके लिए बीबीबी पर पैसा बनाने के लिए, उसे मैन्युअल रूप से इकट्ठा किया जाना चाहिए। यह रास्पबेरी पीआई के लिए किया गया था और यहां विस्तार से वर्णन किया गया है । संकलन करते समय, किसी कारण से मुझे त्रुटि हुई:



error: ... was not declared in this scope







यह हेडर unistd.h को प्रत्येक ड्राइवर स्रोत फ़ाइल में जोड़कर हल किया गया था।



ड्राइवर को इकट्ठा करने और स्थापित करने के बाद, गेमपैड अभी भी तुरंत कनेक्ट नहीं हुआ था। यह ब्लूटूथ कॉन्फ़िगरेशन को बदलकर तय किया गया था:



echo "DisablePlugins = input" >> /etc/bluetooth/main.conf







उसके बाद, आप ड्राइवर को डेमन के रूप में शुरू कर सकते हैं और स्वतंत्र रूप से PS3 बटन दबाकर जॉयस्टिक को जोड़ सकते हैं।



USB वाई-फाई बॉक्स से बाहर काम करता है। क्लाइंट को राउटर से कनेक्ट करने के लिए, आपको फ़ील्ड को / etc / नेटवर्क / इंटरफेस में बदलने की आवश्यकता है:



wpa-ssid ""

wpa-psk ""

आरओएस

शुरुआत के लिए, आरओएस को डेस्कटॉप कंप्यूटर पर स्थापित किया गया था। हाइड्रो डेस्कटॉप-पूर्ण वितरण संस्करण उबंटू 13.04 पर मूल रूप से स्थापित किया गया। "बड़े" कंप्यूटर पर, लिखित विज़ुअलाइज़ेशन और रोस विज़ुअलाइज़ेशन टूल्स में एक कीनेमेटिक मॉडल डिबग करना सुविधाजनक है। इसके अलावा, संकलन बीबीबी की तुलना में बहुत तेज है। इसलिए, सब कुछ एक कंप्यूटर पर विकसित किया गया था, और फिर केवल बीबीबी में स्थानांतरित कर दिया गया और वहां संकलित किया गया। दुर्भाग्य से, आरओएस के लिए क्रॉस-संकलन अभी भी एक मुश्किल काम है।



विज़ुअलाइज़ेशन के लिए एक सुविधाजनक उपकरण है - rviz । इसका उपयोग परिणामस्वरूप मॉडल को देखने के लिए किया गया था और यह कैसे नियंत्रण में व्यवहार करता है। ऐसा करने के लिए, joint_state_publisher है - एक पैकेज जिसमें "जोड़ों" और robot_state_publisher की स्थिति को स्थापित करने और बदलने के लिए उपकरण हैं - एक पैकेज जो tf में रोबोट की स्थिति का अनुवाद करता है। मॉडल स्वयं URDF फ़ाइल में समाहित है। यह सभी खंडों (लिंक) और उनके जोड़ों (जोड़ों) का वर्णन करता है, साथ ही उनकी सापेक्ष स्थिति भी बताता है। स्पष्टता के लिए, भागों के 3 डी मॉडल एसटीएल प्रारूप में संलग्न हैं। लेकिन चूंकि रोबोट में दोहराए गए भाग (पैर) होते हैं, इसलिए XACRO प्रारूप (XML Macros) का उपयोग करना सुविधाजनक होता है, जिसे तब URDF में बदल दिया जाता है। XACRO के मुख्य लाभ: मैक्रोज़, गणितीय संचालन और स्थिरांक की उपस्थिति। इस तरह, रोबोट मॉडल का वर्णन करने वाले कोड को कम से कम किया जा सकता है। आंकड़ा रवीज में मॉडल की संरचना और दृश्य को दर्शाता है।









C ++ में कोर नोड्स लिखते समय, इक्लिप्स केपलर IDE का उपयोग किया गया था। आप यहाँ ग्रहण के विन्यास के बारे में पढ़ सकते हैं। सामान्य तौर पर, शुरू करने से पहले, आपको अपने आप को पाठ्यपुस्तक , रस्कैप और कैटकिन से परिचित करना चाहिए।

सॉफ्टवेयर विकास

यह लेख नोड्स के कोड का वर्णन नहीं करेगा, केवल उनकी सामान्य संरचना और उद्देश्य प्रस्तुत किया जाएगा। अगले लेख में कोड लिखने के बारे में और पढ़ें।



तो, BBB पर ROS नोड्स की संरचना का सामान्य आरेख (दीर्घवृत्त में नोड्स का नाम है, आयतों में विषयों का नाम है):







joy_node एक तैयार पैकेज है जो आपको एक मानक लिनक्स डिवाइस (/ dev / input / js) की फ़ाइल से डेटा को " जॉय " संदेशों में बदलने और उन्हें ROS विषयों में अनुवाद करने की अनुमति देता है। यह ट्यूटोरियल पैकेज में देखने के लिए उपयोगी होगा। लगभग हमेशा, वे सवालों के कई जवाब होते हैं।



crab_teleop_joy - एक नोड जो जॉयस्टिक से डेटा को संसाधित करता है और हेक्सोड को नियंत्रित करने के लिए इसे संदेशों में परिवर्तित करता है। उदाहरण के लिए, "एनालॉग" हैंडल के दो अक्षों की स्थिति से, पाठ्यक्रम कोण की गणना की जाती है, और केंद्र से इसकी दूरी स्ट्राइड लंबाई को प्रभावित करती है। इन मानों का उपयोग गेट जनरेटर में किया जाता है। बटन प्रेस के कुछ संयोजनों और अनुक्रमों का उपयोग करने का तर्क भी बनाया गया है। प्राप्त संदेशों को तीन विषयों में आगे प्रेषित किया जाता है।



crab_leg_kinematics - सेवा नोड। इसका उद्देश्य उलटा किनेमैटिक्स की समस्या को हल करना है, जो कि अंत-प्रभावकार के निर्देशांक पर आधारित है (मेरे मामले में, ये पैरों की युक्तियां हैं), जोड़ों के कोण (सर्वोस के कोण) की गणना करें। सेवा अनुरोध पैरों की युक्तियों की लक्ष्य स्थिति के छह वैक्टर के रूप में बनता है, और उत्तर 18 'सर्वो कोणों के रूप में आता है। एक साइट को कानेमेटिक्स और डायनेमिक्स लाइब्रेरी ( केडीएल ) का उपयोग करके लिखा गया था, जिसे आरओएस में एकीकृत किया गया है। नोड के ग्राहक crab_body_kinematics और crab_gait हैं।



crab_body_kinematics - संदेश से रोबोट URDF और डेटा के मॉडल के आधार पर पैरों के सिरों की स्थिति के वैक्टर की गणना करता है, जिसमें प्रारंभिक स्थिति से फ्रेम के वांछित रैखिक और कोणीय विचलन होते हैं, साथ ही साथ पैरों की त्रिज्या भी होती है। इसके अलावा, शुरुआती स्थिति से कमांड उठाना (जब रोबोट फ्रेम पर और पैर मुड़े होते हैं) और प्रारंभिक स्थिति में वापस आ जाते हैं।



crab_gait - एक नोड जो दो प्रकार के चाल के कार्यान्वयन के लिए पैरों के सिरों की स्थिति वैक्टर उत्पन्न करता है। इनपुट में संदेश होते हैं जो कि प्रकार और स्थिति के बारे में होता है (चलने / खड़े होने के लिए) और नियंत्रण मूल्य: हेडिंग और यव कोण और स्टेप साइज। चाल प्रकार तिपाई और लहर हैं:







ट्राइपॉड जैसी चाल तेज़ होती है, लेकिन केंद्रीय पैरों पर भार आगे और पीछे के पैरों की तुलना में अधिक होता है, जो सेवकों के जीवनकाल को प्रभावित करता है।



प्रबंधन को दो "एनालॉग" जॉयस्टिक हैंडल की मदद से किया जाता है: निरंतर यॉव (एक "केकड़ा" के साथ आगे बढ़ना) के साथ बाएं परिवर्तन, दाएं - यॉ परिवर्तन (पीछे और आगे और बाएं और दाएं चलते हुए) के साथ पाठ्यक्रम में परिवर्तन।



crab_imu - मिनिमू -9 ड्राइवर, Arduino स्केच के कुछ हिस्सों से इकट्ठा किया गया। इसमें एमईएमएस सेंसर के डेटा के आधार पर यूलर कोणों की गणना के लिए एक एल्गोरिथ्म शामिल है। इसमें एक सरल पी-नियंत्रक भी शामिल है जो उन प्रभावों को उत्पन्न करता है जो पिच और रोल विचलन के लिए क्षतिपूर्ति करते हैं। इन क्रियाओं को पैरों की वांछित स्थिति निर्धारित करने के लिए crab_body_kinematics के लिए मूव_ के माध्यम से पास किया जाता है।



crab_maestro_controller मिनी मेस्ट्रो के लिए अंतिम ड्राइवर नोड है। इनपुट में, उनके पास सर्वो के 18 कोणीय स्थान हैं, जिसे वह UART के माध्यम से सर्वो नियंत्रक के संचार प्रोटोकॉल में परिवर्तित करता है।



विज़ुअलाइज़ेशन का ब्लॉक आरेख रोबोट सिस्टम की योजना से थोड़ा अलग है। विज़ुअलाइज़ेशन में, crab_maestro_controller नोड को छोड़कर सभी समान नोड्स, जिन्हें crab_joint_publisher, joint_state_publisher, robot_state_publisher और tf नोड्स द्वारा बदल दिया जाता है।







बाद के बारे में ऊपर लिखा गया था।



crab_joint_publisher - नियंत्रक के लिए इच्छित संदेशों को " JointState " संदेशों में परिवर्तित करता है, जिन्हें joint_state_publisher के इनपुट पर फीड किया जाता है।



अब वीडियो के साथ विकास के कुछ चरणों के बारे में।



सबसे पहले, सभी हेक्सापोड्स को एक कंप्यूटर से नियंत्रित किया गया था। शुरुआत एक पैर के एक चक्र को खींचकर विलोम कीनेमेटीक्स का परीक्षण था:







तब शरीर की स्थिति और अभिविन्यास को नियंत्रित करने के लिए भागों को इकट्ठा किया जाता है:







और एक असली रोबोट पर इस का अवतार:







उसके बाद, मैंने BBB पर यह सब लॉन्च किया और IMU नोड का परीक्षण किया:







फिर रोबोट जिप्सी के साथ नियंत्रित तरंगित चला गया:







और आज हेक्सापॉड क्षमता के अंत में:

निष्कर्ष

हेक्सापॉड बनाना एक बहुत ही दिलचस्प प्रक्रिया थी, और ROS क्षमताओं और बीगलबोन ब्लैक प्रदर्शन आपको रोबोट के सॉफ़्टवेयर घटक को जोड़ने और सुधारने की अनुमति देते हैं। इस लेख में, मैं आरओएस का उपयोग करके सुविधाजनक विकास की सभी संभावनाओं को पहले दिखाना चाहता था, और यह भी ध्यान देना था कि रोबोट बनाने के लिए कौन से उपकरण का उपयोग किया गया था, विवरणों में जाने के बिना। प्रारंभिक चरण में, यह पता लगाना सबसे मुश्किल था कि कहां से शुरू करें और क्या उपयोग करें। मुझे उम्मीद है कि यह लेख आपको विकास पथ में अपना रास्ता खोजने में मदद करेगा।



पीएस प्रोजेक्ट के स्रोत गितुब पर