近日，在機(jī)器人愛好者網(wǎng)站letsmakerobots.com上，一位名叫theophil的創(chuàng)客展示了他正在制作的一輛3D打印的自主行駛機(jī)器人。theophil并不是從頭開始制作的，他是在廣受歡迎的Dagu Rover 5上進(jìn)行的改裝，使其變成了一個自主機(jī)器人，并為它裝上了神氣的越野車輪。雖然目前項目還沒最終完成，但是這個自主機(jī)器人已經(jīng)可以借助一系列簡單傳感器的導(dǎo)航周游整個房間。
據(jù)theophil在他的博客上解釋道，他自去年11月份以來一直在搞這個項目。“我本來就想制作一輛簡單的遙控汽車來著。”他寫道。“但畢竟，它就應(yīng)該是個機(jī)器人。Dagu Electronics公司出品的多功能機(jī)器人平臺Rover 5非常適合這個任務(wù)，它可適應(yīng)所有的地形。”
你只需用機(jī)器人控制器或電機(jī)控制器來驅(qū)動兩個內(nèi)置的DC馬達(dá)就可以讓它跑起來。據(jù)天工社了解，整個裝置由6節(jié)AA電池供電。不過要使其自主行駛，你還需要一塊Arduino Mega、一塊Readbearlab BLE擴(kuò)展版?zhèn)魉蛡鞲衅鲾?shù)據(jù)，三個SR04聲納傳感器和一個Pololu MinIMU 9羅盤、陀螺儀和磁強(qiáng)計等。
所有這這些元件都將安裝在由一臺PrintrBot Simple metal 3D打印機(jī)打印出來的一系列組件上。“正如很多人之前已經(jīng)注意到的那樣，Pololu越野車輪的軸適配器都非常長，Dagu Rover 5的底盤一開始并不是很穩(wěn)定。”theophil寫道，所以他還設(shè)計了一些新的適配器。“這個過程花了一點(diǎn)時間進(jìn)行試驗來試錯，但最終的結(jié)果還是讓我滿意的。我也很喜歡為陀螺儀專門設(shè)計的支架，它使陀螺儀與馬達(dá)和磁強(qiáng)計產(chǎn)生的磁場保持一定的距離。”
說實話，這種自主機(jī)器人的軟件部分對于門外漢而言可是有點(diǎn)復(fù)雜，幸好theophil是一位計算機(jī)科學(xué)家，他能夠通過試錯的辦法為任何東西編程，盡管并不是毫無障礙。“我使用ArduinoPID庫來控制所有四臺電機(jī)，這樣車輪能夠按照所需的速度轉(zhuǎn)動。但是我的Rover上的四臺電機(jī)性能表現(xiàn)非常不同。為了實現(xiàn)以相同的速度驅(qū)動，最弱的電機(jī)需要的PWM信號要比最強(qiáng)電機(jī)高20％。當(dāng)轉(zhuǎn)彎或一些輪子必須向后轉(zhuǎn)時這種差別甚至更大。”他感嘆道。
特別困難的是讓傳感器和羅盤實現(xiàn)他們應(yīng)該具備的功能。但由于theophil買的都是便宜貨，所以他很快發(fā)現(xiàn)這些東西都有缺陷。“機(jī)器人發(fā)送的航向，車輪編碼器記錄的距離、還有聲納測量結(jié)果都通過藍(lán)牙傳遞到我的Mac電腦上。”他解釋說。“我的中央命令軟件不僅是遙控器，而且也應(yīng)該成為機(jī)器人的大腦。目前，它能夠為機(jī)器人繪制路徑，并基于聲納測量數(shù)據(jù)建立機(jī)器人周圍環(huán)境的地圖。”
但就目前而言，結(jié)果還不那么精確。“你只能建立相當(dāng)粗糙的大概的地圖，”他說。正如你在下圖中看到的那樣，機(jī)器人迄今能對于在theophil客廳里的障礙做出一些粗略的測量。
盡管還有許多改進(jìn)要做，不過應(yīng)當(dāng)看到，theophil的這個自主行駛機(jī)器人已經(jīng)基本成形了。如果您也想自己試試這個項目，可以點(diǎn)擊此處下載所有的可3D打印設(shè)計文件和代碼。theophil計劃未來為其裝上樹莓派2（Raspberry Pi 2），使機(jī)器人真正實現(xiàn)自主行動，所以請留意theophil未來的開發(fā)進(jìn)展。
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