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
- 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?
- 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?
- 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?
- 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?
- 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?
- OpenCRの働きを遅くしたらArduinoで代価できる?