學習輕鬆應用機器人操作系統 ROS的技術 – 入門教具霹靂車-雷達導航組

一、 ROS教具霹靂車簡介

CIRCUS Pi 所設計的ROS系統入門級教具 – 霹靂車，其中有一項特點讓學員感到非常有趣，卻也有點無所適從。這項特點即是

方便地擴充其餘硬體設備與增加額外功能，因為具有很多的GPIO腳位以及 USB 、wifi、藍芽等通訊通用接口 ( 霹靂車出產時將免費附贈一組 2.4G HZ wifi 無限搖桿 )

霹靂車上的接口設備

那麼，相信正在看這篇文章的你，也一定會有下列的疑問：

除了可以增加一個 2.4G HZ 無限搖桿，讓霹靂車可以變成遙控車之外，霹靂車到底還可以擴充什麼功能呢?

如果一直思考到底可以擴充什麼功能，或許真的想破頭也想不出來，因為可以擴充的東西實在太多太多了。為此，我們可以先想一下霹靂車目前為止的特點有什麼

可搭載 ROS系統的單板電腦
方便的無線通訊開發環境
馬達控制板的擴充，變成可快速研究與開發的移動平台
擁有 800萬像素的鏡頭
極其方便的行動電源組

將這些特點列出來後，我們可以發現，霹靂車作為移動平台的研究與開發之教具，可以發揮他最大的價值。因此我們可以從「自動駕駛」的方向思考，

原來的霹靂車已經可以使用鏡頭，完成影像辨識道路的自動駕駛功能。那麼，在自動駕駛技術方面，霹靂車還能夠幫助你學習到什麼呢?

為此，CIRCUS Pi 便將霹靂車額外的擴充一個「激光雷達( Lidar )」

室內型激光雷達

讓霹靂車搖身一變，成為一台「霹靂雷達車」囉 !

霹靂雷達車

二、 ROS教具霹靂車功能

霹靂雷達車新增了下列的功能：

偵測障礙物
使用 slam技術，建立地圖
使用 ROS系統開源的 Navigation 功能，自動導航至目的地

若是能夠學習上列的三項功能，將可以讓你對於自動駕駛技術，擁有更深刻的理解喔 ! 接下來，我們來看看霹靂雷達車這三項功能的介紹吧 !霹靂雷達車與偵測障礙物

霹靂雷達車所使用的雷達，只要利用 USB 接口，便可以完成「資料傳遞」與「供電」功能。需要特別注意的是，樹莓派本身的 USB接口，電流量的最大輸出電流，是小於雷達啟動瞬間的瞬間電流 (也就是樹莓派本身的 USB接口無法啟動雷達 )，因此建議使用額外的USB傳輸線，來供電給予激光雷達使用。

雷達模組接口 ( PWR：電源、DATA：資料傳輸 )

ROS系統本身就擁有一個可視化工具「rviz」，幫助大家更容易地觀察激光雷達所回傳的資訊。

使用 Rviz 查看雷達傳回資訊畫面霹靂雷達車與slam技術 – 建立地圖

slam技術是同步定位與地圖構建( Simultaneous localization and mapping )的簡稱，slam相關資訊連結。

為了完成利用 slam技術建立地圖功能，霹靂雷達車上的電源部分需要重新分配。在前面章節「霹靂雷達車與偵測障礙物」中有提到，樹莓派本身的 USB接口無法啟動雷達，因此我們需要將行動電源的另一個輸出孔，給予激光雷達( 原先是給予馬達控制板用 )；而馬達控制板的電源，將由單板電腦的 USB接口供應( 因霹靂雷達車的直流馬達需要的電流較小 )。