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Tutlebot3の仕組みと構成を調べる~自作DIY~(ROS2で自律探索ロボット製作:2日目)

目標

ROS2で自律探査といったらTurtlebot3。けど、7~9万ぐらいするから趣味で買うにはちと高い。

けどTurtlebot3はROSでSLAMの入門機なので、完コピできたら近道かなと思って検討。

できるとこまで自作で作ってみよう!そのための分析。

結果(Turtlebot3を自作しても安くならない?)

5千 ラズパ3B+
2万   OpenCR
2万   Lidar
1万   モータ
2万   IMU9軸

バラで買っても7万5千円+コネクタやらバッテリー、ホイール、機体代、周辺パーツなどなど
安く見積もっても、同じ構成だと8万はかかりそう。

Turtlebot3の構成

ハード面の構成

主なパーツ

  • ラズパイ3B
  • OpenCR
  • LiDarセンサー
  • Dinamixelモータ郡
  • 9軸IMU
  • 3セルリポバッテリ?

制御基板がラズパイとOpenCRの二枚載せ。

OpenCR(Cortex-M7)

OpenCRは形はArduino互換。単体で2万円。

処理性能はCortex-M7(STマイクロエレクトロニクスのハイパフォーマンスCoretex)。

ラズパイ3

ラズパイ4ならCortex-A72(1万円

ラズパイ3ならCortex-A53(5千円

Lidarセンサー:360 Laser Distance Sensor LDS-01

Hitachi-LG Data Storage社製造、Robotis社販売のLidarセンサ。

360度回転式レーザーセンサで、照射距離は12㎝~3.5m(参考

単体で2万円。

ROS2にLidar動かす用ライブラリは色々あったから、代用でもいい気がする。

モーター:XL430-W250-T

Dinamixelのモーター。1つ5千円のが2つ搭載。

入力が11.1V(3セルLi-Po)。DCサーボモータみたい。オープンループのモータでもサーボって言うのか?

Dinamixel系の制御にして扱いやすいようになってるのかな。

9軸センサー

加速度 3軸 + 角速度 3軸 + 地磁気コンパス 3軸 の全部セットIMU(Inertial Measurement Unit)。IMUとは?

単体で2万円

ざっと調べてIMUの詳細が分からなかったけど日本のTurtlebot3販売店RT(アールティ)社で売ってるセンサーは2万のだからこれなのかな?

Li-Po

11.1V, 1800mAh。

ショートすると火花飛ぶし、0%まで使うとご臨終する電池。割愛。

ソフト面

ソフトは、
ラズパイのOSがUbuntu。Ubuntu上でROS2動かして制御。
ROS2の中の構成についてはまた調べる。
ハード制御はOpenCRでDinamixelのプロトコルで制御か?

要検証

  1. OpenCRの構成がよくわからない。Dinamixelのプロトコルをベースに使って、OpenCRからDinamixel製品で拡張させてくのか?
  2. サイト見るとDinamixelのXL430になんかCoretex載って?っぽいけど何だろう。OpenCRからの直接制御じゃなくモータ内で前処理が入ってるのか?
  3. LiDarとIMUはOpenCR経由での制御?OpenCRがモータ専用基板だったらオーバースペックじゃね?
  4. SLAMの解析処理はラズパイ担当?GUI表示+SLAMの解析処理までラズパ3Bのスペックで処理できるん?
  5. OpenCRがDinamixelを直接理解?Arduino同型シールドみたいなのつけてるのか?
  6. OpenCRの働きを遅くしたらArduinoで代価できる?

 

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