室外低速自动导航车的设计(1)——基础硬件配置
今天我们来开始做基于GPS和16线激光雷达的低速导航车项目。
因为不论做什么车,首先都要把硬件搭建起来,除了基础的机械机构(骨架和壳子)之外,基本的传感器,车轮的驱动器以及工控机都是要有的。
我们首先来看一下导航车应该有的基本结构:
室外低速自动导航车的硬件结构
传感器类:
- 激光雷达,我们选用用16线的rs_lidar,这个雷达是通过网口与控制工控机进行连接的。
- 视觉传感器/深度传感器采用普通的720p双目摄像头;以及TOF摄像头,通过USB与工控机进行连接。
- 加速度传感器采用9轴加速度传感器;通过USB-串口连接控制工控机
- GPS位置传感器;通过USB-串口连接
- 单片机连接的传感器;通过USB-串口连接。单片机与工控机之间采用编码的串口数据进行通信
驱动器类:
- 轮胎驱动器——通过单片机-CAN连接
- 转向驱动器——通过单片机-CAN连接
硬件的整体布局:
我设计的智能车,其硬件整体布局如下:
硬件配置
把硬件的整体逻辑结构构建完后,我们就要一步一步搭建硬件环境。我们首先来进行第一步,把RS-Lidar和工控机连接起来。
第一步:购买设备:
1:RSLidar,这个有点贵,2万块钱左右,如果经费不足也可以先买一个单线的试试,两三千块钱。
2:一个带有LAN接口的4G路由器,这个淘宝京东都有卖的。
3:一个工控机,这个工控机性能最好是好一点儿,我买的工控机是i7的8700K外加1060显卡,16G内存,大概是7000多点。
第二步:配置软件环境
在工控机中装一个Ubuntu16.04系统,装Ubuntu系统的过程可以参考我的另一篇博文:
在ubuntu系统中安装ros框架,这一步稍微麻烦一点儿,可以参考ros官网
http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu
在官网上RS-Lidar上下载ROS驱动包,在这个网址:
https://github.com/RoboSense-LiDAR/ros_rslidar
下载后,在ubuntu系统中新建一个ROS工作空间,把这个包放进去,然后编译。具体请参考我的另外一篇博文:
第三步:配置IP地址
因为RS-Lidar刚买来的时候烧录了固定的IP地址,即:雷达的IP地址是192.168.1.200,它只能向地址为192.168.0.102的机器发送数据。
所以在网络上要配置2个部分:
- 将ubuntu工控机的ip地址配置为192.168.1.102
- 登陆4G路由器,将路由器的DHCP网段配置为192.168.1.*
配置好后,用在ubuntu工控机上开一个终端,用ping 192.168.1.200这个指令 看一下工控机与雷达之间是否连接上。如果连接上,就可以直接查看雷达数据了。
第四部:查看三维雷达数据
开一个终端,进入这个路径:
[工作空间]/[雷达的ROS驱动包]/rslidar_pointcloud/launch/
运行:roslaunch rs_lidar_16.launch
如果所有操作都正确的话,就会直接弹出界面,能够观察到三维激光雷达点云数据。
至此,雷达与工控机之间的连接就完成了。
下一步我们在工控机中写一个程序,来初步分析rs-lidar的三维点云数据。