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(gè)自主機(jī)器人，并為它裝上了神氣的越野車輪。雖然目前項(xiàng)目還沒最終完成，但是這個(gè)自主機(jī)器人已經(jīng)可以借助一系列簡(jiǎn)單傳感器的導(dǎo)航周游整個(gè)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(gè)項(xiàng)目。“我本來就想制作一輛簡(jiǎn)單的遙控汽車來著。”他寫道。“但畢竟，它就應(yīng)該是個(gè)機(jī)器人。Dagu Electronics公司出品的多功能機(jī)器人平臺(tái)Rover 5非常適合這個(gè)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(dòng)兩個(gè)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(gè)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(gè)SR04聲納傳感器和一個(gè)Pololu MinIMU 9羅盤、陀螺儀和磁強(qiáng)計(jì)等。
所有這這些元件都將安裝在由一臺(tái)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(zhǎng)，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(jì)了一些新的適配器。“這個(gè)過程花了一點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)來試錯(cuò)，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(jì)的支架，它使陀螺儀與馬達(dá)和磁強(qiáng)計(jì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)保持一定的距離。”
說實(shí)話，這種自主機(jī)器人的軟件部分對(duì)于門外漢而言可是有點(diǎn)復(fù)雜，幸好theophil是一位計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他能夠通過試錯(cuò)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(tái)電機(jī)，這樣車輪能夠按照所需的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。但是我的Rover上的四臺(tái)電機(jī)性能表現(xiàn)非常不同。為了實(shí)現(xiàn)以相同的速度驅(qū)動(dòng)，最弱的電機(jī)需要的PWM信號(hào)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(shí)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(shí)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(cè)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?yàn)闄C(jī)器人繪制路徑，并基于聲納測(cè)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(duì)于在theophil客廳里的障礙做出一些粗略的測(cè)量。
盡管還有許多改進(jìn)要做，不過應(yīng)當(dāng)看到，theophil的這個(gè)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(gè)項(xiàng)目，可以點(diǎn)擊此處下載所有的可3D打印設(shè)計(jì)文件和代碼。theophil計(jì)劃未來為其裝上樹莓派2（Raspberry Pi 2），使機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)自主行動(dòng)，所以請(qǐng)留意theophil未來的開發(fā)進(jìn)展。
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