开源教程 | 树莓派 DIY 波士顿动力机器狗,立省 53 万 RMB
国外小哥 Michael Romanko 利用树莓派3B,伺服电机,液晶显示器,锂电池,PCA9695控制板打造了一只波士顿动力机器狗,成本不到4000元。
通过三轴身体姿态控制,这样一只树莓派版波士顿动力狗,可以实现两种运动模式。
小跑姿态
这种4相步态下,机器狗对角线上的两腿同时移动,能达到更快的移动速度。
步行姿态
这种结合身体运动的8相步态,有助于保持机器狗的平衡和稳定性。
是不是感到有一丝心动?那么不妨接着往下看,拿好这份精确到每个细节的开源教程,拥有自己的迷你波士顿动力狗不是梦。
硬件清单
这只树莓派机器狗基于开源的ThingVerse Spot Micro框架打造。外壳部分由喷嘴0.6的3D打印机制作。
软件程序在运行Ubuntu 16.04的树莓派3B上实现。
完整开源程序
Mike 给出了自己参考的一个“微型机器狗AI”(SpotMicroAI)社区。SpotMicroAI的教程可谓是“手把手”,撰写教程的工程师几乎提供了组装机器狗的每一步详细,甚至连如何SSH连接到树莓派的方法都有,力求每个人都能看懂。
首先是为树莓派安装操作系统,建议安装PINN,这是一个增强版的NOOBS操作系统安装器。
安装好以后,系统自带SSH和VNC,无需给树莓派外接键鼠,可通过远程方式对其进行调试。
在PINN的众多操作系统选项中选择安装Raspbian Lite。此后将断开VNC连接,全部用SSH连接到树莓派。
树莓派系统自带FTP,为了方便初学者在电脑和树莓派之间传输文件,建议安装FileZilla软件。输入树莓派的IP地址、用户名、密码、端口22,点击Quickconnect即可连上树莓派的文件系统。现在,您可以根据需要从SpotMicroAI拖放文件。
接下来进入最关键的步骤,安装机器狗控制软件,为了简化安装,作者已经写好了脚本,安装过程自动完成:
$ curl https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-/raw/master/utilities/self_install.sh | bash
然后启动通讯总线I2C。打开终端并运行以下命令:
再按照下图的方式将所有硬件和树莓派连接起来:
机器狗外壳的3D打印文件也同时附送,作者建议使用0.6mm的喷嘴,层高设置为0.3mm,可以最大限度地加快打印速度。
完成硬件组装后就是软件调试部分。先下载完整程序:
https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime,
将该文件放在用户主目录下。打开校准工具,对12个伺服点击进行校准,找到机器狗“休息”时电机的初始位置。
$ cd ~/spotmicroai/calibration
$ ./calibration.sh
经过校准后的机器狗,就可以做出各种动作了。
给机器狗尾部安装显示屏后,可以帮我们快速看到机器狗当前的状态。
比如,在上面的面板里,我们能看到树莓派CPU当前的温度、与外部控制器的连接状态、伺服控制板状态,等等。
至此迷你机器狗就大功告成了。如果你不仅想组装它,还想学习更高阶的开发教程,那么可以去看一下Extra里的内容。
未来计划
现在Mike的迷你机器狗只能做一些简单的动作,Mike下一步的计划是让它和波士顿动力的机器狗一样智能。Mike未来的目标是:
加入激光雷达,通过SLAM实现房间的简单2D映射。就像原版的波士顿动力机器狗一样。
开发自动运动模块,指导机器人围绕感测到的2D环境执行简单任务。例如在房间中导航,并避免撞到障碍物。
结合摄像头或网络摄像头创建软件模块,进行基本的图像分类。例如,感知到拳头的闭合和张开,让机器人对某个动作做出特定反应,实现手势控制。
现在已经有人实现了Mike的第一个目标:
如此完整的最佳实践,树莓派官方都点了赞????????????
IoT物联网技术 的小伙伴们,周末操练起来!
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