UV-C消毒機器人開源分享

描述

介紹

由于當前的大流行情況，很難在工作場所四處走動，或者購買一些雜貨，甚至是與家人和朋友的小型聚會。這個問題的唯一原因是還沒有找到疫苗。但仍然繼續(xù)我們的日常任務，沒有任何威脅評估。因此，我們需要設計一個解決方案來解決這個問題，在使用辦公室和家庭空間之前提前對它們進行消毒，以減少感染非常危險的冠狀病毒的威脅。

解決方案

我們提出的這個問題的解決方案是安裝有我們定制設計的 UV-C 光機制的自主流動站。它將配備 UV-C 燈，并具有遠程控制的能力。主要功能是自動對已知空間進行消毒，這是使用安裝在漫游車上的 LidaR 傳感器完成的。

此外，這款 UV-C Rover 能夠進入小型辦公室的角落，利用其擴散到每個角落、墻壁和桌子下方的紫外線對這個地方進行消毒。最優(yōu)先考慮的是保護人們免受這些病毒的侵害。靈活的機制幫助我們實現(xiàn)了這一壯舉。

現(xiàn)在，讓我們從項目開始。我們將分兩部分介紹整個項目：

1.機械設計理解

2. 項目的電子部分

所以，讓我們從漫游者的機械部分開始。我們將詳細討論 Rover 的設計、我們的 UV-C 光控制機構的設計以及其他部分。

機械設計理解

設計理解包括兩個主要部分：

• Rover-Rocker 轉向架機構
• 絲杠機構

我們將首先從搖桿轉向架機制開始。

Rover 有六個輪子，每個輪子都有自己的電機。兩個前輪和兩個后輪也有單獨的轉向電機。這種轉向能力允許車輛在原地轉動，完整的 360 度。四輪轉向還允許漫游車轉彎和彎曲，進行拱形轉彎。搖桿，在流動站的左右各一個，將前輪連接到差速器和后部的轉向架。轉向架將中輪和后輪連接到搖桿。搖桿轉向架機構也提供了最大的穩(wěn)定性。T6 級鋁材因其非常好的強度重量比和良好的機械加工特性而被選作漫游車結構件的材料。機器人的方向是通過控制器和配電板提供給電機的軟件命令來控制的。

流動站尺寸（長 x 寬 x 高）：0.725 x 0.460 x 0.440 m

轉向機構：

所有六個輪子均由 Johnson DC Motors 提供動力，用于前進和后退運動。此外，兩個前輪和兩個后輪還有一個自由度，配備 NEMA 23 步進電機，用于轉向和現(xiàn)場旋轉。結果，前后輪將圍繞垂直軸旋轉。其布置如圖(2、3)所示。

為什么是絲杠？

基于液壓和氣動的機構也是一種選擇，但流動站是具有移動性的小型設備，因此使用液壓和氣動將成為其工作的障礙；不僅如此，液壓和氣動回路的尺寸更大且難以維護，這與該項目的有效目標相矛盾。此外，它們非常昂貴，也阻礙了項目的成本效益。

主要的選擇標準是緊湊的尺寸、簡單的設計和低成本，所有這些都是通過絲杠機構完成的。除此之外，絲杠具有自鎖機構，如果直流減速電機出現(xiàn)故障，該機構將提供幫助，并提供更大的機械優(yōu)勢。絲杠機構所需的零件數(shù)量少，承載能力大。此外，它們易于維護和制造的事實降低了流動站的總體成本，從而增加了人們購買產(chǎn)品的可及性。

絲杠機構

絲杠機構將滿足功能要求，即 UV 源板的速度和提升量。絲杠機構的主要優(yōu)點是垂直高度的增益。這個絲杠可以達到 4 英尺半的高度，幾乎可以到達天花板。

絲杠機構的結構如下：機構應位于的底板。絲杠使用皮帶傳動與齒輪直流電機連接，皮帶傳動反過來旋轉絲杠。

總共有 3 個支架用于固定和穩(wěn)定，其中一個用于引導，這是限制頂板旋轉所必需的。隨著UV板連續(xù)上下線性移動，它將逐漸去除固體表面的材料。因此，最好使用耐磨材料進行導向。耐磨材料具有良好的優(yōu)點，例如在給定成本下使用壽命更長、噪音水平更低、驅動功率消耗更低以及桿上的磨損更均勻。為指南選擇的材料是磷青銅。

紫外線燈水平放置；將其水平放置的原因在于，與垂直放置在板上相比，它將覆蓋更多的區(qū)域，這反過來又增加了有效的體積暴露，并減少了對特定區(qū)域進行消毒的時間。

?

集體機制

流動站是一種自主設備，能夠根據(jù)周圍的不同情況采取行動。這些功能是通過在漫游車上安裝多個傳感器來實現(xiàn)的。流動站中央由 Jetson Nano 控制，Jetson Nano 是一款緊湊且功能強大的臺式機，具有卡片大小的外形尺寸。為了檢測周圍環(huán)境，Rover 使用了一個 LiDAR 傳感器，該傳感器位于絲杠上板頂部的高處，可以 360 度檢測該區(qū)域周圍的情況。它不斷收集數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給 Nano，Nano 會做出不同的決定，例如 Rover 需要移動的速度和方向。一旦獲取數(shù)據(jù)并且漫游車移動，然后使用安裝在漫游車各處的超聲波傳感器檢測障礙物，使其能夠立即檢測任何障礙物，無論是靜止的還是移動的，并立即采取行動，例如停止或改變方向。另一個特點是它會記住每次所走的路徑，因此只需在前幾次手動控制它就可以訓練它在特定房間中移動，然后讓它使用自己創(chuàng)建的地圖進行導航。

現(xiàn)在最重要的過程是通過紫外線進行消毒。為什么是紫外線？原因在于紫外線波長更短，能量更高，足以殺死有害細菌和細菌。它在去污方面非常有效，因為它破壞了將病毒和細菌（包括對抗生素產(chǎn)生更強抗性的“超級細菌”）的 DNA 結合在一起的分子鍵。將紫外線用于衛(wèi)生設施已在臨床上被批準用于家庭和辦公室用途。

由于流動站的占地面積更小，因此它可以到達更小更緊湊的空間來對該區(qū)域進行消毒。由于使用了強大的傳感器，運動和檢測變得更加精確。使用的傳感器還可以檢測其附近最常觸摸的物體，從而更容易確定對特定區(qū)域進行消毒所需的時間和時間。有趣的部分是它還對它所追蹤的路徑進行了消毒，這樣附著在漫游車車輪上的細菌或細菌就不會傳播。這是流動站使用標準零件制造的，這些零件在市場上很容易買到，便于更換和維護。

為了計算流動站與待消毒表面之間的距離，我們將使用高精度超聲波傳感器。

如圖所示，系統(tǒng)的整體尺寸確保了系統(tǒng)可以到達房間的每個角落，并且可以通過標準的浴室隔間門。

這完成了該項目的機械設計理解部分。現(xiàn)在，我們將繼續(xù)進行電子設置，并使用激光雷達傳感器設置我們的 Nano，并連接一個從處理器（一個 Arduino Mega）并將所有基本傳感器也連接到它。

電子部分 - 硬件和軟件設置

首先，我們將看到用于該項目的硬件組件的詳細信息。

所需硬件

1. Jetson Nano 開發(fā)套件。NVIDIA? Jetson Nano? 開發(fā)人員套件是一款功能強大的小型計算機，可讓您并行運行多個神經(jīng)網(wǎng)絡，用于圖像分類、對象檢測、分割和語音處理等應用。一切都在一個易于使用的平臺中，運行功耗低至 5 瓦。

2. SlamTec RP-LIDAR A1：RPLIDAR A1 是由 Slamtec 開發(fā)的低成本 360 度 2D 激光掃描儀（LIDAR）解決方案。系統(tǒng)可在 6 米范圍內進行 360 度掃描。生成的 2D 點云數(shù)據(jù)可用于制圖、定位和對象/環(huán)境建模。

RPLIDAR A1 的掃描頻率在每輪采樣 360 個點時達到 5.5 Hz。最高可配置為 10 Hz。RPLIDAR A1 基本上是一個激光三角測量系統(tǒng)。它可以在各種室內環(huán)境和沒有陽光的室外環(huán)境中出色地工作。

3. 鋰聚合物電池為 Rover 供電

鋰聚合物電池，或更準確地說是鋰離子聚合物電池（縮寫為LiPo 、LIP 、Li-poly 、Limit-poly等），是一種使用聚合物電解質代替液體電解質的鋰離子技術的可充電電池。高電導率半固體（凝膠）聚合物形成這種電解質。這些電池比其他鋰電池類型提供更高的比能量，并用于重量是關鍵特征的應用，如移動設備和無線電遙控飛機。

我們將為我們的漫游車使用鋰聚合物電池或鋰聚合物電池。最初的建議是使用 2 節(jié)電池為整個火星車供電，每節(jié)電池的額定電壓為 13 V，電池容量超過 5000 mAh。

4. 超聲波避障傳感器

超聲波傳感器是一種電子設備，它通過發(fā)射超聲波來測量目標物體的距離，并將反射的聲音轉換成電信號。超聲波的傳播速度比可聽聲音（即人類可以聽到的聲音）的速度更快。超聲波傳感器有兩個主要組件：發(fā)射器（使用壓電晶體發(fā)出聲音）和接收器（在聲音往返于目標后遇到聲音）。

為了計算傳感器與物體之間的距離，傳感器測量從發(fā)射器發(fā)出聲音到與接收器接觸之間的時間。該計算公式為D = ? T x C（其中 D 是距離，T 是時間，C 是聲速 ~ 343 米/秒）。

對于我們的漫游車，我們將使用許多此類傳感器，這些傳感器將持續(xù)收集數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，檢測漫游車周圍存在的任何障礙物并采取必要的行動，例如停止漫游車或改變漫游車的方向.

HC-SR04 Sensor Features

• 工作電壓：+5 V
• 理論測量距離：2 cm 至 450 cm
• 實際測量距離：2 厘米至 80 厘米
• 精度：3 毫米
• 覆蓋的測量角度：<15°
• 工作電流：< 15 mA
• 工作頻率：40赫茲

5. Arduino Mega 作為從機微控制器

Arduino Mega 2560是基于 AtMega2560 的微控制器板。它有 54 個數(shù)字輸入/輸出引腳（其中 15 個可用作 PWM 輸出）、16 個模擬輸入、4 個 UART（硬件串行端口）、一個 16 MHz 晶體振蕩器、一個 USB 連接、一個電源插孔、一個 ICSP 接頭、和一個重置按鈕。它包含支持微控制器所需的一切；只需使用 USB 電纜將其連接到計算機或使用 AC-DC 適配器或電池為其供電即可開始使用。

在我們的漫游車中，Mega 將作為 Jetson Nano 的從屬設備連接。它將運行一個最小版本的 ROS，由于它有大量的 IO 引腳、IMU、超聲波傳感器、GPS 傳感器和電機驅動器，它將與所有傳感器和電機連接。它將收集傳感器數(shù)據(jù)并不斷將其發(fā)布在相關編程的 ROS 主題上，以便 Jetson Nano 可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)做出決策并指示 Mega 相應地控制電機。

現(xiàn)在，我們將使用下表詳細了解 Arduino Mega 的技術規(guī)格。

6. IMU 方向檢測傳感器

慣性測量單元( IMU ) 是一種電子設備，它使用加速度計、陀螺儀和磁力計的組合來測量和報告身體的特定力、角速率，有時還包括身體的方向。IMU 通常用于操縱飛機（一種姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)），包括無人駕駛飛行器 (UAV) 等，以及包括衛(wèi)星和著陸器在內的航天器。最近的發(fā)展允許生產(chǎn)支持 IMU 的 GPS 設備。IMU 允許 GPS 接收器在 GPS 信號不可用時工作，例如在隧道中、建筑物內或存在電子干擾時。無線 IMU 被稱為 WIMU。

我們在項目中使用 IMU 來確定我的漫游車將移動的方向。這是我們的漫游車支持的自主導航的必要條件。

7. GPS模塊獲取機器人當前位置

我們使用 GPS 傳感器在我們的機器人中添加導航功能。我們想創(chuàng)建一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，我們只需向機器人提供目的地坐標，漫游車將完成剩下的工作，即計算從當前位置到目的地的路徑、避障和感知它前進的方向。

這只有在漫游車上有一個 GPS 傳感器時才有可能，這樣它就可以在任何給定的時刻感知其當前位置與目的地之間的距離，并檢測它何時到達目的地，這是停止的指示。

8.馬達

對于不同的設計，電機也會有所不同，所以我也像電機驅動器一樣保持這個狀態(tài)。

軟件設置

現(xiàn)在來了有趣且相當乏味的任務，即項目的軟件部分！此設置分為幾個部分，讓我們開始吧。

i) Nano 上的操作系統(tǒng)設置

首先，當我們開箱即用 Nano 時，我們需要安裝操作系統(tǒng)。只需按照下面鏈接的教程進行操作即可。

Jetson Nano 入門

ii) 在 Nano 上安裝 ROS

這是棘手的部分。Linux 上安裝 ROS 的教程有很多，但是大部分都已經(jīng)過時了，所以我不得不花很多時間來弄清楚這一點。

需要注意的一些重要事項：

首先，大多數(shù)教程都介紹了ROS Kinetic 的安裝，但它已經(jīng)過時，因此您不能直接使用 pip install 安裝它。因此，我們將不得不使用ROS Melodic 完整桌面版。

• 首先，大多數(shù)教程都介紹了ROS Kinetic 的安裝，但它已經(jīng)過時，因此您不能直接使用 pip install 安裝它。因此，我們將不得不使用ROS Melodic 完整桌面版。

因此，只需按照下面的本教程進行操作，但將 kinetic 替換為 Melodic。

• 因此，只需按照下面的本教程進行操作，但將 kinetic 替換為 Melodic。

Jetson Nano 上的 ROS 安裝

如果一切順利，您將能夠看到 catkin_ws 文件夾有 3 個子文件夾，您可以在此使用catkin_make命令成功編譯。

此外，您可以在終端中運行命令“roscore”來啟動 ROS 服務。

iii) 設置軟件來運行我們的汽車

現(xiàn)在，我們必須安裝運行流動站所需的所有依賴項。因此，只需按照以下教程進行設置：

1.安裝依賴

SSH 進入您的車輛。使用 Ubuntu 或 Mac 的終端。膩子或窗戶。

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install build-essential python3 python3-dev python3-pip libhdf5-serial-dev hdf5-tools nano ntp

或者，您可以從此處為 Jetson Nano 安裝 RPi.GPIO 克隆。這不是默認設置所必需的，但在使用 LED 或其他 GPIO 驅動的設備時會很有用。

2.設置虛擬環(huán)境

pip3 install virtualenv
python3 -m virtualenv -p python3 env --system-site-packages
echo "source env/bin/activate" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

3.安裝OpenCV

要在 Jetson Nano 上安裝 Open CV，您需要從源代碼構建它。從源代碼構建 OpenCV 需要一些時間，所以請放心。如果你遇到困難，這里我是另一個很好的資源，可以幫助你編譯 OpenCV。

注意：在某些情況下，Python OpenCV 可能已經(jīng)安裝在您的光盤映像中。如果文件存在，您可以選擇將其復制到您的環(huán)境中，而不是從源代碼構建。Nvidia 已經(jīng)表示他們將放棄對此的支持，因此從長遠來看，我們可能會構建它。如果這有效：

mkdir ~/mycar cp /usr/lib/python3.6/dist-packages/cv2.cpython-36m-aarch64-linux-gnu.so ~/mycar/ cd ~/mycar python -c "import cv2"

然后你有一個工作版本，可以跳過指南的這一部分。但是，遵循本指南的交換文件部分可以使性能更加可預測并解決內存抖動問題。

注意：在某些情況下，Python OpenCV 可能已經(jīng)安裝在您的光盤映像中。如果文件存在，您可以選擇將其復制到您的環(huán)境中，而不是從源代碼構建。Nvidia 已經(jīng)表示他們將放棄對此的支持，因此從長遠來看，我們可能會構建它。如果這有效：

mkdir ~/mycar cp /usr/lib/python3.6/dist-packages/cv2.cpython-36m-aarch64-linux-gnu.so ~/mycar/ cd ~/mycar python -c "import cv2"

然后你有一個工作版本，可以跳過指南的這一部分。但是，遵循本指南的交換文件部分可以使性能更加可預測并解決內存抖動問題。

構建 OpenCV 的第一步是在 Jetson Nano 上定義交換空間。Jetson Nano 有 4GB 的 RAM。這不足以從源代碼構建 OpenCV。因此我們需要在 Nano 上定義交換空間以防止內存抖動。

# Allocates 4G of additional swap space at /var/swapfile
sudo fallocate -l 4G /var/swapfile
# Permissions
sudo chmod 600 /var/swapfile
# Make swap space
sudo mkswap /var/swapfile
# Turn on swap
sudo swapon /var/swapfile
# Automount swap space on reboot
sudo bash -c 'echo "/var/swapfile swap swap defaults 0 0" >> /etc/fstab'
# Reboot
sudo reboot

現(xiàn)在你應該有足夠的交換空間來構建 OpenCV。讓我們使用構建 OpenCV 的先決條件來設置 Jetson Nano。

# Update
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
# Pre-requisites
sudo apt-get install build-essential cmake unzip pkg-config
sudo apt-get install libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev
sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev
sudo apt-get install libgtk-3-dev
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran
sudo apt-get install python3-dev

現(xiàn)在您應該具備所需的所有先決條件。所以，讓我們繼續(xù)下載 OpenCV 的源代碼。

# Create a directory for opencv
mkdir -p projects/cv2
cd projects/cv2

# Download sources
wget -O opencv.zip https://github.com/opencv/opencv/archive/4.1.0.zip
wget -O opencv_contrib.zip https://github.com/opencv/opencv_contrib/archive/4.1.0.zip

# Unzip
unzip opencv.zip
unzip opencv_contrib.zip

# Rename
mv opencv-4.1.0 opencv
mv opencv_contrib-4.1.0 opencv_contrib

讓我們?yōu)?OpenCV 準備好我們的虛擬環(huán)境 (env)。

# Install Numpy
pip install numpy==1.16.4

現(xiàn)在讓我們正確設置 CMake，以便它為我們的虛擬環(huán)境生成正確的 OpenCV 綁定。

# Create a build directory
cd projects/cv2/opencv
mkdir build
cd build

# Setup CMake
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
    -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
    -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \
    -D INSTALL_C_EXAMPLES=OFF \
    -D OPENCV_ENABLE_NONFREE=ON \
    # Contrib path
    -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/projects/cv2/opencv_contrib/modules \
    # Your virtual environment's Python executable
    # You need to specify the result of echo $(which python)
    -D PYTHON_EXECUTABLE=~/env/bin/python \
    -D BUILD_EXAMPLES=ON ../opencv

cmake 命令應顯示配置摘要。確保解釋器設置為與您的virtualenv 關聯(lián)的 Python 可執(zhí)行文件。注意：CMake 設置中有多個路徑，請確保它們與您下載和保存 OpenCV 源的位置相匹配。

要從 build 文件夾編譯代碼，請發(fā)出以下命令。

make -j2

這需要一段時間。去喝杯咖啡，或者看場電影。一旦編譯完成，你就差不多完成了。只有幾步之遙。

# Install OpenCV
sudo make install
sudo ldconfig

最后一步是將構建的 OpenCV 本機庫正確鏈接到您的 virtualenv。

本機庫現(xiàn)在應該安裝在類似于 /usr/local/lib/python3.6/site-packages/cv2/python-3.6/cv2.cpython-36m-xxx-linux-gnu.so 的位置。

# Go to the folder where OpenCV's native library is built
cd /usr/local/lib/python3.6/site-packages/cv2/python-3.6
# Rename
mv cv2.cpython-36m-xxx-linux-gnu.so cv2.so
# Go to your virtual environments site-packages folder
cd ~/env/lib/python3.6/site-packages/
# Symlink the native library
ln -s /usr/local/lib/python3.6/site-packages/cv2/python-3.6/cv2.so cv2.so

恭喜！您現(xiàn)在已完成從源代碼編譯 OpenCV。

快速檢查您是否正確執(zhí)行了所有操作

ls -al

你應該看到一些看起來像的東西

total 48
drwxr-xr-x 10 user user 4096 Jun 16 13:03 .
drwxr-xr-x  5 user user 4096 Jun 16 07:46 ..
lrwxrwxrwx  1 user user   60 Jun 16 13:03 cv2.so -> /usr/local/lib/python3.6/site-packages/cv2/python-3.6/cv2.so
-rw-r--r--  1 user user  126 Jun 16 07:46 easy_install.py
drwxr-xr-x  5 user user 4096 Jun 16 07:47 pip
drwxr-xr-x  2 user user 4096 Jun 16 07:47 pip-19.1.1.dist-info
drwxr-xr-x  5 user user 4096 Jun 16 07:46 pkg_resources
drwxr-xr-x  2 user user 4096 Jun 16 07:46 __pycache__
drwxr-xr-x  6 user user 4096 Jun 16 07:46 setuptools
drwxr-xr-x  2 user user 4096 Jun 16 07:46 setuptools-41.0.1.dist-info
drwxr-xr-x  4 user user 4096 Jun 16 07:47 wheel
drwxr-xr-x  2 user user 4096 Jun 16 07:47 wheel-0.33.4.dist-info

要測試 OpenCV 安裝，請運行 python 并執(zhí)行以下操作

import cv2

# Should print 4.1.0
print(cv2.__version__)

iv) 設置 Rp-Lidar A1

現(xiàn)在其他一切都已完成，剩下的唯一設置就是我們的激光雷達傳感器。首先，讓我們了解一下我們正在使用的設備：

關于 RPLIDAR

RPLIDAR 是由 SlamTec 公司 RoboPeak Team 開發(fā)的低成本二維激光雷達解決方案。它可以掃描 6 米半徑內的 360° 環(huán)境。RPLIDAR 的輸出非常適合構建地圖、做 slam 或構建 3D 模型。

您可以從 SlamTec 主頁 了解有關 rplidar 的更多信息。

您可以從 SlamTec 主頁了解更多關于 rplidar 的信息。

如何構建 rplidar ROS 包

• 將此項目克隆到你的 catkin 的工作區(qū) src 文件夾
• 運行 catkin_make 構建 rplidarNode 和 rplidarNodeClient

如何運行 rplidar ros 包

檢查rplidar的串口權限：

ls -l /dev |grep ttyUSB

添加寫權限：（如/dev/ttyUSB0）

sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0

有兩種方法可以運行 rplidar ROS 包

一、運行rplidar節(jié)點，在rviz中查看

roslaunch rplidar_ros view_rplidar.launch

您應該在 rviz 中看到 rplidar 的掃描結果。

二、運行 rplidar 節(jié)點并使用測試應用程序查看

roslaunch rplidar_ros rplidar.launch
rosrun rplidar_ros rplidarNodeClient

您應該在控制臺中看到 rplidar 的掃描結果

如何重新映射 USB 串口名稱

也許您應該更改具有讀寫權限的usb設備端口模式，而不是使端口重新映射為固定名稱。安裝 USB 端口重映射：./scripts/create_udev_rules.sh

也許您應該更改具有讀寫權限的usb設備端口模式，而不是使端口重新映射為固定名稱。安裝 USB 端口重映射：./scripts/create_udev_rules.sh

使用以下命令檢查重映射：

ls -l /dev | grep ttyUSB

使用以下命令檢查重映射：

ls -l /dev | grep ttyUSB

更改 USB 端口重映射后，您可以更改有關 serial_port 值的啟動文件。

更改 USB 端口重映射后，您可以更改有關 serial_port 值的啟動文件。

RPLidar 框架

RPLidar 幀必須按照 rplidar-frame.png 中顯示的圖片進行廣播

如何將 rplidar 安裝到您的機器人上

rplidar 順時針方向旋轉。第一個范圍來自前面（帶有線的尾部）。

rplidar 順時針方向旋轉。第一個范圍來自前面（帶有線的尾部）。

將激光雷達傳感器安裝到機器人上時，請記住其方向。這是軸的樣子：

現(xiàn)在已經(jīng)完成了，只需嘗試運行示例啟動文件“view_rplidar”并查看 rviz 中主題“/scan”的掃描結果。它看起來像這樣：

Rviz 可視化

現(xiàn)在，為了向我們的應用程序添加 slam，有幾種可用的算法。但是，我們?yōu)槲覀兊捻椖窟x擇了Hector Slam 。那么，讓我們繼續(xù)：

Jetson Nano 的 Hector Slam 設置

我們不能像對 rplidar 那樣使用 Hector slam is the nano 的原生 git hub 存儲庫。我們需要對 Hector slam 文件進行一些更改以使其啟動并運行。首先，這是您需要運行的命令：

cd catkin_ws/src/
git clone https://github.com/tu-darmstadt-ros-pkg/hector_slam

現(xiàn)在，在它被克隆之后，我們需要進行以下更改：

在 catkin_ws/src/rplidar_hector_slam/hector_slam/hector_mapping/launch/mapping_default.launch

用替換倒數(shù)第二行

第三行

第四行

在 catkin_ws/src/rplidar_hector_slam/hector_slam/hector_slam_launch/launch/tutorial.launch

將第三行替換為

現(xiàn)在這些更改已經(jīng)完成，我們可以繼續(xù)運行以下命令：

cd ..
catkin_make

現(xiàn)在，如果一切按計劃進行，這將成功編譯。這意味著我們已經(jīng)準備好在我們的 Nano 上運行 hector slam。請按照以下步驟操作：

• 從： http ://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu 安裝 ROS 完整桌面版本（在 Kinetic 上測試）
• 創(chuàng)建catkin工作區(qū)：http ://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/CreatingPackage
• 將此存儲庫克隆到您的 catkin 工作區(qū)
• 在你的 catkin 工作區(qū)運行 source /devel/setup.bash

運行chmod 666 /dev/ttyUSB0或激光雷達的串行路徑

• 跑roslaunch rplidar_ros rplidar.launch
• 運行 roslaunch hector_slam_launch tutorial.launch
• RVIZ 應該打開 SLAM 數(shù)據(jù)

RVIZ Slam 數(shù)據(jù)將如下所示：

因此，現(xiàn)在我們的系統(tǒng)可以映射周圍環(huán)境。這是一項正在進行的工作，很快就會添加新功能。

現(xiàn)在，讓我們看一下我們將用于該項目的 UV-C 燈規(guī)格：

UV-C 規(guī)格

UV-C Rover 是帶輪子的消毒系統(tǒng)，用于對房間進行消毒。UV-C Rover 上安裝了 2 個直徑為 T18、帶有 2 針雙端子的 25 瓦 UV-C 燈。每盞燈的平均 UV-C 殺菌波段為 25 nm，在一米距離處的發(fā)射量為 90 μW/cm2。

材料清單

現(xiàn)在，我們將粗略估算一下建造整個項目的成本。正如我們上面所做的那樣，我們將 BOM 分為兩部分：

1.機械部件

2.電子元件

因此，從上面的 BOM 表中可以看出，我們基本上可以用不到 800 美元的價格構建一個功能齊全的原型。實際上，我們實際上已經(jīng)構建了帶有火箭轉向架機構的第一個漫游者原型，其圖像如下所示：

我們目前正在研究梯形絲杠機構，并使用我們用于該項目的 UV-C 燈進行測試。我們將很快更新所有細節(jié)。代碼也在進行中，git repo 將很快更新。

這完成了我們的項目解釋。請喜歡并分享這個項目。

謝謝你！