一维弦TyRan培训材料课件

一维弦 Servo TyRan一维弦 Servo TyRanTyRan介绍0 01 1介绍：硬件：机械结构、电子、传感器TyRan介绍01介绍：TyRan介绍：内容规格/指标基本底盘尺寸590（D）480（W）mm标准高度610mm自身重量21kg（仅Tyran）机身材料铝合金（阳极氧化黑色）电源模组锂电池组：DC25.2V，20Ah充电方式充电器外置通讯接口Ethernet、WIFI运动移动方式两轮差速驱动，2个从动轮驱动轮6.5寸轮毂电机，内置增量编码器越障能力10mm爬坡角度10避障方式深度摄像头+超声波传感器+激光雷达（仅TyranPlus）移动速度标准：0.5m/s导航方式视觉+激光SLAM导航（仅TyranPlus）姿态感知标配六轴IMU视觉传感器RGB-D摄像机视域最远10米，水平180及垂直90视角可控调整。算法人脸识别、物体识别、maker识别控制器机器人控制器X86架构，inteli5CPU,NVIDAGTX960M运动控制器STM32嵌入式系统操作系统EwayOS国内自主知识产权智能机器人专用操作系统TyRan介绍：内容规格/指标基本底盘尺寸590（D）4架构概述：TyRan移动机器人平台采用系统式控制方式控制，由机载PC完成机器人的数据采集和算法处理，交由控制实现运动控制，标准配置如图所示架构概述：TyRan移动机器人平台采用系统式控制方式控制，由视觉平台：视觉相机运动平台：X轴和Y轴组成的结构，配上intel的realsense，提供左右140度视角和上下80度的旋转视角。视觉平台：视觉相机运动平台：X轴和Y轴组成的结构，配上int机器人坐标系：机器人坐标系为右手坐标系，X轴向前，Y轴向左。原点为双轮中点。机器人坐标系：机器人坐标系为右手坐标系，X轴向前，Y轴向左。轮子：驱动模块：自主的轮毂电机驱动器，提供两轮的位置和速度模式的控制算法轮子：由一套差速轮，两个万向轮组成。差速轮为轮毂电机，提供移动时的线速度和角速度。轮子：驱动模块：自主的轮毂电机驱动器，提供两轮的位置和速度模机载PC：预装ubuntu的16.04系统，并已安装ewayos（机器人操作系统）和ewaysdk（EwayOS开发套件）PC是整个系统的控制中心，摄像头和激光雷达通过线连接它，摄像头需使用usb3.0机载PC：预装ubuntu的16.04系统，并已安装eway机载PC：PC后面接口如图所示：1、HD，即HDMI视频接口，需接HDMI视频线到显示器上，请注意，无VGA接口2、USB3.0接口，摄像头需接到此处3、USB2.0接口4、千兆网口，此处连接到交换机机载PC：PC后面接口如图所示：控制器：下位机：主要功能是控制时序接收上位机指令，分发给各种设备；将不同设备的状态，如电机、声呐、电源等信息上报给上位机。控制器：下位机：供电：急停按钮用于快速开关机器人运动系统的供电扩展接口为充电接口电源输入为220v标准市电，充电时间大概为48小时，使用时间大约在8小时左右。0电位在整机机架，其他设备通过接机架来进行接地。供电：急停按钮用于快速开关机器人运动系统的供电电源控制板：电源控制板控制所有设备供电，并将供电状态传递给下位机。电源控制板不同通路输出电压电流5V：路由器9V：交换机12V：声呐24V：所有电机24转19V：机载PC电源控制板：电源控制板控制所有设备供电，并将供电状态传递给下传感器：相机：intelrealsense，提供RGB和深度两种数据激光雷达：18m激光雷达姿态传感器：IMU，提供偏转角、线加速度、角加速度等数据超声波：前4后2，从左到右起始传感器：相机：intel realsense，提供RGB和深组网：上位机和下位机通过1网段进行通信，上位机地址为192.168.1.100连接到交换机。第三方电脑可通过网线连接交换机来和上位机通信；ubuntu需要手动配置ip才能连接，同时不能设定为1.100和1.30这两个地址。上位机通过192.168.8.100连接wifi，和其他设备，如手机、第三方电脑通信。需注意wifi带宽只有54M，无法支持视频传输组网：上位机和下位机通过1网段进行通信，上位机地址为192.状态呼吸灯：低电量：TYRAN为红色呼吸灯，开机按钮绿色常亮急停打开：TYRAN为蓝色呼吸灯，开机按钮为绿色呼吸灯正常工作：TYRAN为绿色呼吸灯，开机按钮绿色常亮状态呼吸灯：低电量：TYRAN为红色呼吸灯，开机按钮绿色常亮EwayOS介绍0 02 2介绍：Sensor、Function、LowAI：WEBUIEwayOS介绍02介绍：介绍：如图所示，EwayOS基于Linux内核进行的机器人操作系统；EwayStdudio是基于EwayOS进行的部署、二次开发等接口内容。介绍：如图所示，EwayOS基于Linux内核进行的机器人操介绍：EwayOS和Ros的区别1、面向对象不同：Ros面向研究学者，面向开发者；EwayOS更面向教学、面向高校师生；2、易用性不同：Ros需要开发者去安装搭建Ros环境，花费大量时间；EwayOS只需安装run包，就能部署到不同的机器上；3、稳定性不足：Ros容易触发崩溃；EwayOS能长期稳定运行。介绍：EwayOS和Ros的区别1、面向对象不同：Ros面向介绍：ewayos_v1.0.0.xxxx.run：机器人系统包，只能安装在机载PC上ewaysdk_v1.0.0.xxxx.run：机器人接口包，可安装在机载PC上或者其他对应版本的ubuntu系统上安装命令：1、从指定位置下载对应的安装包2、下载完成后，使用sudochmod775ewayxxxx.run，给安装包添加权限3、sudo./ewayxxxx.run执行run包即可，注意需要sudo权限4、机载PC上需先安装系统包，再安装SDK包；其他电脑只需要安装SDK包5、SDK包安装时，如没有模拟器需求，则选择不安装simulation介绍：ewayos_v1.0.0.xxxx.run：机器人系Sensor：Sensor用于机器人感知世界，特点是1、数据量大，大约约在600M/S；2、计算量大，针对这些数据在短时间内进行分析计算；3、需要较快的替换算法库。Sensor：Sensor用于机器人感知世界，特点是Sensor：1、采用数据仓储模式进行传输，每个Elem只传递内存指针；2、回调方式进行消息传递，只有当上一个Elem接收到数据后，才传递到下一个Elem上；3、基于引脚名称模块自动组合，可以快速的替换不同的算法库；4、支持分布式部署，为将来的扩展作准备。Sensor：1、采用数据仓储模式进行传输，每个Elem只传Function：1、消息驱动框架2、多级模块调用3、模块独立消息队列，自成体系4、封装各类机器人算法库、应用库Function是为了解决某个具体的问题而进行的分析、计算、规划运动等组成部分，它的设计其实就是消息队列，在预期的时间内处理预期的消息，进行机器人控制Function：1、消息驱动框架Function是为了解决LowAi：1、控制算法与通信协议分离2、使用回调传输数据严格控制延迟3、OS内统一坐标系计量单位4、基于URDF的统一机器人模型描述库LowAi主要是机器人各个物理硬件的控制和反馈中心，由于机器人会由不同的设备、传感器接入，需要有一个统一的接口与他们对接，LowAI就起到了这个作用。LowAi：1、控制算法与通信协议分离LowAi主要是机器人WEBUI：使用手机或带有wifi的电脑，连接ssid为MoRoXXXXXX的wifi,(XXXXXX为机器人序列号，如MoRo0000033)，密码EwayBot2017Moro1。连接成功后打开浏览器，访问http:/192.168.8.100:3000即可链接机器人手动控制服务。用户名moro，密码moro即可进入。WEBUI：使用手机或带有wifi的电脑，连接ssid为MoWEBUI：Rocker页面为底盘控制页面，拖动页面中间轨迹球即可控制机器人底盘运动。离中心越远速度越大。向左向右可控制底盘旋转。xpos、ypos、yaw为底盘码盘、imu读数融合后的里程计。坐标系为右手坐标系，X轴向前，Y轴向左。原点为双轮中心点。WEBUI：Rocker页面为底盘控制页面，拖动页面中间轨迹WEBUI：“开启避障”按钮为是否开启底盘防碰撞保护功能。若开启此功能，底盘会根据超声波数据检测前后方障碍物，若底盘速度过快，存在碰撞风险，底盘会自动停止运动。Obstacle16为超声波检测数据，14为机器人身前超声波，从左向右排布，5在机器人身后左侧，6为右侧。显示数值为0-255mm，有效数值前方是0120，后方是080。WEBUI：“开启避障”按钮为是否开启底盘防碰撞保护功能。若WEBUI：此页面显示机器人当前各模块状态。上方自检按钮可运动机器人自检程序。（自检程序运行中机器人会小幅运动，请运行中清理机器人前方、左右约1m的空间）。自检完成后会生成自检报告（/home/moro/DiagnoseLog文件夹）下方电机状态如果变红，则表示电机故障WEBUI：此页面显示机器人当前各模块状态。WEBUI：此页面可控制机器人头部运动，可采集摄像头视频信号。点击Connect即可获取实时机器人视觉。pitch、yaw可控制机器人头部RZ、RY方向转动。WEBUI：此页面可控制机器人头部运动，可采集摄像头视频信号EwaySDK介绍0 03 3介绍：创建机器人应用程序：创建机器人Sensor程序跨机启动SDKEwaySDK介绍03介绍：EwaySDK介绍：.概述概述emake是EwayOS对外开发接口的一部分，负责生成、配置开发项目。emake基于Ubuntu14.04-Desktop系统，开发IDE使用QtCreator。.使用使用安装成功后在任意目录打开终端，键入emake即可运行emake。输入emakeh可获得相应提示EwaySDK介绍：.概述EwaySDK介绍：阅读编程手册阅读编程手册打开终端，键入emake-d即可打开帮助文档。查看范例程序查看范例程序EwaySDK当前提供FaceExample，MarkerExample，CmdExample，Mother-KidExample，MsgExample，SensorExample6个范例程序，FeedbackMove1个综合范例程序。Example安装在/usr/share/ewaybot/example目录下。使用时将其拷贝至用户目录下，使用QtCreator打开工程文件即可。EwaySDK介绍：阅读编程手册创建机器人应用程序：编写HeadMove程序，程序实现一个控制机器人头部向左转动90度，并且实时获取头部位置。打开终端，输入emake-tfapp-nHeadMove-i127.0.0.1打开QtCreator，加载HeadMove.pro文件打开HeadMove.cpp。创建机器人应用程序：编写HeadMove程序，程序实现一个控创建机器人应用程序：编辑Initialize函数，申请资源eintHeadMove:Initialize(std:vector&vFeatureList,ebool&bLimbAuthority,edouble&dTimeOut).push_back(SysCom_ID_LMsg_HeadPos);/获取机器人头部位置bLimbAuthority=true;/申请机器人控制权dTimeOut=10;/设置超时时间，若超时申请权限无法满足，框架调JobFailed接口进行通知returnERR_NONE;创建机器人应用程序：编辑Initialize函数，申请资源e创建机器人应用程序：编辑CheckMsgCode函数，设置消息处理方式eintHeadMove:CheckMsgCode(eintnMsgCode)returnMsgProcCode_Notify;/收到消息后调用对应回调函数创建机器人应用程序：编辑CheckMsgCode函数，设置消创建机器人应用程序：编辑JobStart函数，开始头部运动voidHeadMove:JobStart()eintnErrorCode=0;/定义返回值CHeadMoveCmdiCmd;/头部命令实体iCmd.m_fRY=1.57;/Yaw（绕机器人坐标系Z轴）运动绝对位置，单位弧度iCmd.m_fRYSpeed=0.5;/Yaw方向运动平均速度，单位弧度/秒iCmd.m_fRZ=0;/Pitch（绕机器人坐标系Y轴）运动绝对位置，单位弧度iCmd.m_fRZSpeed=0;/Yaw方向运动平均速度，单位弧度/秒nErrorCode=SendHeadMove(&iCmd);/发送运动指令，ERR_NONE为无错误OSG_WriteLog(LogPri,“callheadmove,returncode%d”,nErrorCode)；/将返回值写入日志return;创建机器人应用程序：编辑JobStart函数，开始头部运动v创建机器人应用程序：编辑ProcHeadPos函数，编写收到头部位置变化消息的响应eintHeadMove:ProcHeadPos(edoubledTimeStamp,CHeadPosMessage*piHeadPos)for(euintm=0;mm_viHeadJointList.size();m+)OSG_WriteLog(LogInfo,头部关节电机，ID=%d,当前位置=%.4f,当前速度=%.4f,piHeadPosm_viHeadJointListm.m_unJointID,piHeadPos-m_viHeadJointListm.m_dPosition,piHeadPos-m_viHeadJointListm.m_dSpeed);/头部运动中，将当前位置写入日志returnERR_NONE;创建机器人应用程序：编辑ProcHeadPos函数，编写收到创建机器人应用程序：编辑ProcMotCmdDone函数，编写运动结束后的处理eintHeadMove:ProcMotCmdDone(edoubledTimeStamp,CCmdDoneMessage*piCmdDone)OSG_WriteLog(LogNormal,headmovestop,code%d,piCmdDone-m_nCmdStatus);/运动结束，将执行返回值写入日志returnERR_NONE;创建机器人应用程序：编辑ProcMotCmdDone函数，编创建机器人应用程序：编译编译QtCreator菜单项中选择Build-BuildAll，编译工程。运行运行QtCreator菜单项中选择Debug-StartDebugging-StartDebugging，开始调试工程。机器人头部会运动到左侧90度的位置，同时界面会显示多条headmoving日志；机器人停止运动后，界面会显示headmovestop.创建机器人应用程序：编译创建远程控制机器人程序：1、配置网络、配置网络准备另一台电脑，即pc2，通过网线将pc2和机器人的交换机连接。手动配置pc2的ip，配置为192.168.1.111地址（地址不同于1.100和1.30都可以，子网掩码为255.255.255.0）。2、pc2安装安装SDK在pc2上，使用sudo./ewaysdk_v1.0.0.xxxx.run安装SDK。3、pc2执行命令执行命令打开终端，输入emake-tfapp-nHeadMove-i192.168.1.100，该命令表示该程序运行地址为1.100，即机器人IP地址。4、编写执行代码后运行即可、编写执行代码后运行即可创建远程控制机器人程序：1、配置网络用例0 04 4FeakbackMove：DWA：用例04FeakbackMove：FeadbackMove：1、运行用例，头部将左右运动寻找marker2、将Marker放置在摄像头视角内0.5m以外的位置，待系统识别到它3、机器人将向Marker位置运动，并这距离它0.5m的位置停下4、可在机器人移动的过程中，不断移动Marker位置，牵引机器人5、每次停下后过一段时间，可重复上述2-4过程视频0FeadbackMove：1、运行用例，头部将左右运动寻找m