近幾年來,開源的機器人操作系統 – ROS( Robot Operating System ),逐漸地被世界各地的開發與研究人員採用, ROS系統的介紹可以參考本篇文章-「55家以上世界級企業使用的機器人系統 – ROS機器人操作系統介紹」。
因此,若是能夠學會如何使用 ROS 系統,相信對於想獲得上述介紹文章所提及企業之工作機會的你,會是一個加分項目非常大的技術。
ROS系統是一個開源的系統,網路上擁有眾多的學習資源。最經典的不外乎是 ROS系統的官方教學文件 – 「 ROS tutorial 」。在官方教學文件中,你將可以學習到基礎的 ROS系統操作方式。然而,當學習到一定程度時,大部分的人都會產生一種想法:「若是單純地在電腦中操作,而沒有實體的機台測試,總感覺還是沒有學會 ROS系統」。
為此,CIRCUS Pi 特別設計了一款入門級的教具 – 「霹靂車」,來幫助你更快的學好 ROS系統喔! 「 ROS官方教學文件學會基礎操作後,下一步應該要學習什麼? 」
當ROS官方教學文件全部完成後,相信你對於 Linux 系統以及 ROS 系統應當都會有初步的理解了。接下來的學習, CIRCUS Pi 建議的是
- 「學習自行設計 ROS系統,完成簡單的操控 GPIO 功能」
話雖如此,但若是電腦直接接上 Arduino 等微控制器,學習如何透過 ROS系統操控 GPIO,也將會讓 ROS 系統的無線通訊功能失去意義。因此,在學習此項目時,利用可以安裝 ROS系統、附有 GPIO腳位的單板電腦將會是較好的選擇。
因此霹靂車也是採用此種規格的單板電腦。霹靂車上的單板電腦
- 作業系統為 Ubuntu 16.04 LTS ,開源的作業系統讓你不煩惱授權問題
- 硬碟空間大小為 16GB,並且可隨時更換硬碟空間
- 搭載的ROS系統版本為 Kinetic
- 配備多達4個 USB接口、1個乙太網路接口,40個 GPIO腳位,擴展性強韌
- 使用 HDMI 作為螢幕輸出,縮小體積
- 擁有 wifi 與藍芽功能,讓無線通訊變得更加方便
因霹靂車作業系統採用Ubuntu 16.04 LTS , 讓你除了學習使用 ROS系統之外,也能夠方便的使用時下最夯的程式語言「 Python 」,來學習 GPIO 喔!
更令人興奮的是,你也可以透過設置電腦與霹靂車之間的區域網路,學習「 如佈署 ROS系統至多台機器,形成多台機器的無線通訊」。
利用 ROS 系統遠端遙控霹靂車影像辨識組附有的 GPIO 腳位 「 我已經知道了如何透過 ROS系統操控 GPIO 功能,那麼我該如何利用ROS系統 ,自行設計移動平台呢? 」
當我們可以透過 ROS系統操控 GPIO 功能之後,接下來最想玩的莫過於是一台可以自己遙控的移動平台啦!為了完成這個目標,CIRCUS Pi 在霹靂車原有的單板電腦上,擴充了一個馬達控制板,讓你不必再煩惱移動平台的硬體配置,直接無痛接軌的從簡單操控 GPIO 功能,升級至可以遠端遙控的移動平台喔!
利用搖桿遙控霹靂車 近幾年人工智慧技術越來越夯,如何將人工智慧與 ROS系統結合起來呢? 」
想要了解人工智慧是否能夠與 ROS系統結合,我們需要先理解目前很夯的「人工智慧」技術到底是什麼。人工智慧技術的爆發, 起因為 2010 年開始創辦的圖像辨識競賽 – Large Scale Visual Recognition Challenge (ILSVRC)。
在2012年時, SuperVision 的隊伍以 16.42% 的錯誤率遠勝第二名的 26.22%,採用的是人工智慧中的深度學習技術。從此刻開始,世界在人工智慧研究的方向開始轉為深度學習技術,最經典的案例即為2016年AlphaGo以極大的差距擊敗當時人類的世界圍棋冠軍 ( 相關報導請按此處開啟連結 )。
那麼,我們應如何學習將人工智慧技術與 ROS系統結合起來呢?為此, CIRCUS Pi 決定採用「自動駕駛與影像辨識概念」幫助你學習。在霹靂車上, CIRCUS Pi 配置了一個 800萬像素的鏡頭,讓你能夠透過此鏡頭,搭配使用 ROS的開源程式碼,學習影像辨識的人工智慧技術喔!
除此之外,霹靂車本身也是一個移動平台,因此可以透過「影像辨識」與「移動平台」結合,搭配使用 ROS的開源程式碼,學習基礎的自動駕駛平台 – 「 影像辨識道路駕駛 」喔!
霹靂車影像辨識道路行駛中「 這麼多功能可以使用的教學設備,是否電池也是採用特殊規格的呢?若是如此的話,電源組部分也是一個很大的問題呢? 」
目前很多的教學設備都擁有自己獨立且特殊的電源組,甚至一台教學設備上可能還會擁有兩組以上的電源組,這讓學員們想要為類似的教學設備充電時,還需要再額外購買相對應的充電組零件。
因此 CIRCUS Pi 為了簡化整個教學設備的標準配備,也為了減少學員們充電時的不方便,特別選用目前一般家庭都會有的「行動電源組」,當作霹靂車的電力來源喔!讓學員們不必再煩惱充電時還需要額外充電器的問題,只要拿起一般智慧型手機的充電器 ( 5V電壓 ),即可輕鬆地幫霹靂車的行動電源組充電囉!
霹靂車影像辨識組的行動電源配備
霹靂車影像辨識組的行動電源為雙輸出行動電源
想要快速地進入 ROS系統的世界,一個擁有眾多功能、攜帶方便的教具將會讓你事半功倍。 CIRCUS Pi 幫你總結一下,霹靂車作為 ROS系統的入門級教具,將可以幫助你:
- 快速搭建 ROS系統的多機通訊架構,因其有著方便的無線通訊硬體設體 ( wifi & 藍芽 )
- 方便地擴充其餘硬體設備與增加額外功能,因其有著眾多的GPIO腳位以及 USB 等通訊通用接口 ( 霹靂車出產時將免費附贈一個 2.4G HZ wifi 無限搖桿 )
- 盡情研發移動平台的各種技術,霹靂車上已有馬達控制板的擴充
- 學習目前最夯的人工智慧技術與基礎的自動駕駛功能,因霹靂車配有 800萬像素的鏡頭
- 節省找尋電源組的時間,簡單的行動電源( 5V )組便可以幫助你運行霹靂車的各種功能