Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#

https://www.ncnynl.com/archives/202110/4660.html

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-目录

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相关设备

目录

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-硬件清单

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-硬件清单

说明：

  • 介绍Turtlebot3-burger的硬件组成及安装说明

相关设备

详细介绍

  • 安装说明书:

  • 核心硬件：

    – 1x Burger 款机壳组
    – 2x 智能马达: XL430
    – 1x 控制器(ROS): OpenCR控制器
    – 1x 锂电池/充电器组(11.1V, 1,800mAh)
    – 1x 连接线组
    – 1x SBC 单板电脑: Raspberry Pi 4
    – 1x 雷射测距仪
    – 1x MicroSD 16G 记忆卡
    – 1x 组装工具组

  • TurtleBot3 Burger 汉堡款规格

    – 最大速度: 0.22m/s
    – 最大旋转速度: 2.84 rad/s (162.72 deg/s)
    – 最大承载: 15kg
    – 尺寸(LxWxH): 138 x 178 x 192 mm
    – 重量: 0.995kg
    – 爬高: 10mm 以下
    – 预估操作时间: 2.5 hr
    – 预估充电时间: 2.5 hr
    – MCU: 32-bit ARM Cortex M7 with FPU (216 MHz, 462 DMIPS)
    – IMU: 3 轴陀螺仪, 3 轴加速度计, 3 轴磁力计
    – 电源: 3.3V/800mA; 5V/4A; 12V/1A
    – 扩充脚位: GPIO 18-pin; Arduino 32-pin
    – 周边: UART x3, CAN x1, SPI x1, I2C x1, ADC x5, 5pin OLLO x4
    – Dynamixel 智能马达接口: RS485 x3; TTL x3
    – 声音: 可编程蜂鸣
    – 可编程 LED: 4个
    – 状态 LED: 控制板 x1; 电池 x1; Arduino x1
    – 按键: Push buttons x 2, Reset button x 1, Dip switch x 2
    – 电池: Lithium polymer 11.1V 1800mAh / 19.98Wh 5C
    – PC 连接: USB
    – 韧体升级: 透过 USB / 透过 JTAG
    – 充电器: 输入100-240V, AC 50/60Hz, 1.5A max; 输出12V DC, 5A

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-软件清单

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-软件清单

说明：

  • 介绍turtlebot3-burger涉及的软件及相关介绍
  • burger通过主从模式控制，软件包括PC（主机），树莓派（从机），OpenCR（驱动板）三部分组成

相关设备

详细介绍

  • PC端软件清单

    • 系统：ubuntu 20.04
    • 软件：ROS (noetic版本)
    • 软件：Turtlebot3软件包
    • 软件：arduino IDE

  • 树莓派软件清单

    • 系统：ubuntu mate 20.04
    • 软件：ROS (noetic版本)
    • 软件：Turtlebot3软件包

  • OpenCR软件清单

    • Arduino固件
    • bootloader

 

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-PC安装

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-PC安装

说明：

  • 本教程介绍如何在在PC上安装对应的系统和软件
  • 测试环境： Ubuntu 20.04 + ROS Noetic Ninjemys

相关设备

前提说明

  • 若已在创客智造购买相关产品，可以咨询客服获取已配置好的虚拟机的下载链接

  • 虚拟机安装使用教程：ROS与虚拟机-Windows 10下安装VMware15

  • 通常该虚拟机上已配置Noetic和Foxy的环境，可通过修改~/.bashrc的内容来切换

  • [Remote PC] 若当前需要从Foxy环境切换到Noetic环境，需要将文档末端的两项环境变量全部注释，保存退出关闭此终端

$ rosversion -d
foxy
$ vim ~/.bashrc
   
#source ~/tools/environment/noetic/setRosNoeticEnvironment.sh
#source ~/tools/environment/foxy/setRos2FoxyEnvironment.sh

$ exit
  • [Remote PC] 打开新终端，将文档末端Noetic的环境变量的注释标志去掉，再保存退出
$ vim ~/.bashrc
   
source ~/tools/environment/noetic/setRosNoeticEnvironment.sh
#source ~/tools/environment/foxy/setRos2FoxyEnvironment.sh


$ source ~/.bashrc && rosversion -d
noetic

系统安装

安装ROS Noetic Ninjemys

  • [Remote PC] apt 安装
# 设置源
$ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
# 设置keys
$ sudo apt install curl # if you haven't already installed curl
$ curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
# 安装noetic
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-noetic-desktop-full
# 配置环境
$ echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
# 安装相关依赖包
$ sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
# 初始化rosdep
$ sudo rosdep init
$ rosdep update

安装TurtleBot3及相关依赖包

  • [Remote PC] 安装相关依赖包
$ sudo apt-get install ros-noetic-joy ros-noetic-teleop-twist-joy \
  ros-noetic-teleop-twist-keyboard ros-noetic-laser-proc \
  ros-noetic-rgbd-launch ros-noetic-rosserial-arduino \
  ros-noetic-rosserial-python ros-noetic-rosserial-client \
  ros-noetic-rosserial-msgs ros-noetic-amcl ros-noetic-map-server \
  ros-noetic-move-base ros-noetic-urdf ros-noetic-xacro \
  ros-noetic-compressed-image-transport ros-noetic-rqt* ros-noetic-rviz \
  ros-noetic-gmapping ros-noetic-navigation ros-noetic-interactive-markers \
  ros-noetic-slam-karto ros-noetic-hector-mapping
  • [Remote PC] 安装TurtleBot3包
$ mkdir -p ~/turtlebot3_ws/src
$ cd ~/turtlebot3_ws/src/
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/DynamixelSDK.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/hls_lfcd_lds_driver.git
$ cd ~/turtlebot3_ws && catkin_make
$ echo "source ~/turtlebot3_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
  • [TurtleBot] 安装LDS-02雷达包
$ sudo apt update
$ sudo apt install libudev-dev
$ cd ~/turtlebot3_ws/src
$ git clone -b develop https://github.com/ROBOTIS-GIT/ld08_driver.git
$ cd ~/catkin_ws/src/turtlebot3 && git pull
$ cd ~/turtlebot3_ws && catkin_make
  • [Remote PC] 配置模型的环境变量
$ echo "export TURTLEBOT3_MODEL=burger" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc

 

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-树莓派4安装

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-树莓派4安装

说明：

  • 本教程介绍如何在在树莓派4上安装对应的系统和软件
  • 测试环境： 树莓派4B 2G + Ubuntu MATE 20.04 + ROS Noetic Ninjemys

相关设备

前提说明

  • 对于在创客智造上购买的Noetic版系统的tb3是已经配置好系统，不需要重复安装

系统安装

增加交换空间

  • [TurtleBot] 创建一个交换空间且赋予权限
$ sudo fallocate -l 1G /swapfile
$ sudo chmod 600 /swapfile
  • [TurtleBot] 使用mkswap命令设置Linux的交换空间
$ sudo mkswap /swapfile
  • [TurtleBot] 启用该交换空间
$ sudo swapon /swapfile
  • [TurtleBot] 设置开机挂载
$ sudo vim /etc/fstab
//将下面这句话添加到文件末
/swapfile swap swap defaults 0 0
  • [TurtleBot] 查看是否分配交换空间
$ sudo free -h
          total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:       912M         75M        254M        3.0M        582M        819M
Swap:      1.0G         35M        988M

安装ROS Noetic Ninjemys

  • [TurtleBot] apt 安装
# 设置源
$ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
# 设置keys
$ sudo apt install curl # if you haven't already installed curl
$ curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
# 安装noetic
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-noetic-desktop-full
# 配置环境
$ echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
# 安装相关依赖包
$ sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
# 初始化rosdep
$ sudo rosdep init
$ rosdep update

安装TurtleBot3及相关依赖包

  • [TurtleBot] 安装相关依赖包
$ sudo apt-get install ros-noetic-joy ros-noetic-teleop-twist-joy \
  ros-noetic-teleop-twist-keyboard ros-noetic-laser-proc \
  ros-noetic-rgbd-launch ros-noetic-rosserial-arduino \
  ros-noetic-rosserial-python ros-noetic-rosserial-client \
  ros-noetic-rosserial-msgs ros-noetic-amcl ros-noetic-map-server \
  ros-noetic-move-base ros-noetic-urdf ros-noetic-xacro \
  ros-noetic-compressed-image-transport ros-noetic-rqt* ros-noetic-rviz \
  ros-noetic-gmapping ros-noetic-navigation ros-noetic-interactive-markers \
  ros-noetic-slam-karto ros-noetic-hector-mapping
  • [TurtleBot] 安装TurtleBot3包
$ mkdir -p ~/turtlebot3_ws/src
$ cd ~/turtlebot3_ws/src/
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/DynamixelSDK.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/hls_lfcd_lds_driver.git
$ cd ~/turtlebot3_ws && catkin_make
$ echo "source ~/turtlebot3_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
  • [TurtleBot] 安装LDS-02雷达包
$ sudo apt update
$ sudo apt install libudev-dev
$ cd ~/turtlebot3_ws/src
$ git clone -b develop https://github.com/ROBOTIS-GIT/ld08_driver.git
$ cd ~/catkin_ws/src/turtlebot3 && git pull
$ cd ~/turtlebot3_ws && catkin_make
  • USB设置(以下允许将USB端口用于没有root权限的OpenCR板)
$ rosrun turtlebot3_bringup create_udev_rules
  • [TurtleBot] 配置模型的环境变量
$ echo "export TURTLEBOT3_MODEL=burger" >> ~/.bashrc
$ echo "export LDS_MODEL=LDS-02" >> ~/.bashrc #根据当时使用的雷达来设置
$ source ~/.bashrc

 

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-OpenCR安装

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-OpenCR安装

说明：

  • 本教程主要介绍OpenCR驱动烧录noetic版的固件
  • 测试环境：树莓派4B 2G + Ubuntu MATE 20.04 + ROS Noetic Ninjemys

相关设备

前提说明

  • 对于在创客智造上购买的noetic版系统的tb3是已经烧录好固件，不需要重复安装

  • [TurtleBot] 同时其系统会内置一键烧录稳定固件的脚本

$ ~/tools/firmware/noetic/loadRosNoeticFirmware.sh
Now the Noetic's firmware of burger will be download to the openCR.

aarch64
arm
OpenCR Update Start..
opencr_ld_shell ver 1.0.0
opencr_ld_main
[  ] file name          : burger_noetic.opencr
[  ] file size          : 183 KB
[  ] fw_name            : burger_noetic
[  ] fw_ver             : 1.2.6
[OK] Open port          : /dev/ttyACM0
[  ]
[  ] Board Name         : OpenCR R1.0
[  ] Board Ver          : 0x17020800
[  ] Board Rev          : 0x00000000
[OK] flash_erase        : 1.12s
[OK] flash_write        : 1.60s
[OK] CRC Check          : 12A5C20 12A5C20 , 0.005000 sec
[OK] Download
[OK] jump_to_fw

固件烧录

  • [TurtleBot] 安装相关依赖包
$ sudo dpkg --add-architecture armhf
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install libc6:armhf
  • [TurtleBot] 设置环境变量
$ export OPENCR_PORT=/dev/ttyACM0
$ export OPENCR_MODEL=burger_noetic
$ rm -rf ./opencr_update.tar.bz2
  • [TurtleBot] 下载最新的固件
$ wget https://github.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR-Binaries/raw/master/turtlebot3/ROS1/latest/opencr_update.tar.bz2
$ tar -xvf opencr_update.tar.bz2
  • [TurtleBot] 烧录固件
$ cd ./opencr_update
$ ./update.sh $OPENCR_PORT $OPENCR_MODEL.opencr

测试

  • 测试前需要预先组装Turtlebot3

  • 将机器人放置在开阔区域的平坦地面上

  • 对于测试，建议安全半径为 1 米

  • 连接上电源后打开供电开关

  • 长按 PUSH SW 1数秒，正常情况下机器人向前移动30厘米

  • 长按 PUSH SW 2数秒，正常情况下机器人将会原地旋转180度

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-网络设置

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-网络设置

说明：

  • 介绍如何设置Turtlebot-Burger的主从模式
  • 介绍如何同步时间，如果时间不同步，容易出现TF变换错误

相关设备

时间同步

$ sudo apt-get install chrony
$ sudo apt-get install ntpdate
  • [TurtleBot && Remote PC] 分别同步时间
$ sudo ntpdate ntp.ubuntu.com
  • [TurtleBot && Remote PC] 检测时间是否同步
$ date

主从机设置

进行该步骤前，请将TurtleBot和Remote PC都连接到同一个网络的同一个网段下

请输入图片描述

  • ubuntu界面模式设置ip教程：参考链接 | 文章末有视频教程

对于在创客智造上购买的以配置Noetic版系统的tb3, 通常是根据下面的更改思路修改~/tools/environment/noetic/setRosNoeticEnvironment.sh文档里的ip地址为树莓派当前获取的地址，然后再source一下~/.bashrc文件`让环境生效

  • [TurtleBot && Remote PC] 执行如下命令获得对应的IP地址：
$ ifconfig

  • 假设PC的IP地址为：192.168.0.100， turtlebot的IP为：192.168.0.101

  • [TurtleBot && Remote PC] 修改根目录下的 .bashrc 文件

$ gedit ~/.bashrc
  • TURTLEBOT配置如下：
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.0.100:11311
export ROS_HOSTNAME=192.168.0.101
  • PC配置如下：
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.0.100:11311
export ROS_HOSTNAME=192.168.0.100
  • ROS_MASTER 运行在远程PC上
  • [TurtleBot && Remote PC] 让环境生效
$ source ~/.bashrc

  • 测试是否配置好主从机

  • [Remote PC] 启动roscore

$ roscore
  • [TurtleBot] 查看是否订阅到主机发布的话题
$ rostopic list
/rosout
/rosout_agg
  • 若出现错误 ERROR: Unable to communicate with master! 即说明主从机未配置成功

演示视频

  • 手动设置固定ip
  • 主从机设置
 

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-雷达测试

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-雷达测试

说明：

  • 本教程主要介绍burger上如何进行雷达测试
  • TurtleBot3的雷达自2022年起已更新为LDS-02型号，请根据使用的雷达来进行对应的测试

相关设备

LDS-02雷达操作步骤

请输入图片描述

  • [Remote PC] 启动roscore
$ roscore
  • [TurtelBot] 启动雷达
$ roslaunch ld08_driver ld08.launch
  • [Remote PC] 启动rviz
$ rviz
  • 设置Fixed Frame参数的值为base_scan；侧边栏添加LaserScan项，设置Topic参数的值为/scan

请输入图片描述

LDS-01雷达操作步骤

请输入图片描述

  • [Remote PC] 启动roscore
$ roscore
  • [TurtelBot] 启动雷达
$ roslaunch hls_lfcd_lds_driver hlds_laser.launch
  • [Remote PC] 查看雷达发布的话题信息
$ rostopic echo /scan
  • [Remote PC] 启动rviz
$ rosrun rviz rviz -d `rospack find hls_lfcd_lds_driver`/rviz/hlds_laser.rviz

请输入图片描述

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-启动测试

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-启动测试

说明：

  • 本教程介绍如何启动burger

相关设备

操作步骤

  • [Remote PC] 启动roscore
$ roscore
  • [TurtleBot] 启动burger
$ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch
  • [Remote PC] 启动rviz
$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_model.launch

请输入图片描述

  • [Remote PC] 查看剩余电量
$ rostopic echo /battery_state

header:
  seq: 1
  stamp:
    secs: 1623917363
    nsecs: 268977973
  frame_id: ''
voltage: 11.0799999237
current: 0.0
charge: 0.0
capacity: 0.0
design_capacity: 1.79999995232
percentage: 0.998198151588
power_supply_status: 0
power_supply_health: 0
power_supply_technology: 0
present: True
cell_voltage: []
location: ''
serial_number: ''
---
header:
  seq: 2
  stamp:
    secs: 1623917363
    nsecs: 303977973
  frame_id: ''
voltage: 11.0600004196
current: 0.0
charge: 0.0
capacity: 0.0
design_capacity: 1.79999995232
percentage: 0.996396422386
power_supply_status: 0
power_supply_health: 0
power_supply_technology: 0
present: True
cell_voltage: []
location: ''
serial_number: ''
  • 其中voltage为当前电压值

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-键盘控制

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-键盘控制

说明：

  • 本教程介绍Turtlebot3-burger通过键盘控制

相关设备

操作步骤

  • [Remote PC] 启动roscore
$ roscore
  • [TurtleBot] 启动burger
$ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch
  • [Remote PC] 启动进行简单远程操作测试
$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch
  • [Remote PC] 如果文件成功启动，终端将显示以下内容
Control Your Turtlebot3!
---------------------------
Moving around:
        w
   a    s    d
        x

w/x : increase/decrease linear velocity
a/d : increase/decrease angular velocity
space key, s : force stop

CTRL-C to quit
  • 分别按 w 、a 、s 、d 、x 键进行控制机器人
    • w 是增加线速度
    • x 是降低线速度
    • a 是增加角速度
    • d 是降低角速度
    • s 是停止

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-创建地图

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-创建地图

说明

  • 本教程主要介绍如何通过turtlebot3进行创建地图

相关设备

操作步骤

  • [Remote PC] 启动roscore
$ roscore
  • [TurtleBot] 启动Burger
$ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch
  • [Remote PC] 然后运行SLAM启动文件以及Rviz，默认的slam算法为gampping
$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
# 默认使用gmapping算法
$ roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch 

# hector算法
$ roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=hector
# cartographer算法
$ roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=cartographer
# karto算法
$ roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=karto
  • [Remote PC] 启动键盘操作
$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch
  • 移动burger进行建图

请输入图片描述

  • [Remote PC] 建图完成后保存地图
$ rosrun map_server map_saver -f ~/map
  • map.pgm和map.yaml 在 ~/ 目录里创建

FAQ

问题1：使用gmapping建图时，建图中途反复出现建图重叠错位

请输入图片描述

  • 解决方法： 修改gmapping参数文件turtlebot3/turtlebot3_slam/config/gmapping_params.yaml
# 更新gmapping到最新版本
$ sudo apt install ros-noetic-gmapping

# 修改对应参数
$ rosed turtlebot3_slam gmapping_params.yaml 
## 用以下参数替换原来的参数项

map_update_interval: 5.0
maxUrange: 6.0
maxRange: 3.5
sigma: 0.05
kernelSize: 3
lstep: 0.05
astep: 0.05
iterations: 5
lsigma: 0.075
ogain: 3.0
lskip: 0
minimumScore: 50
srr: 0.01
srt: 0.02
str: 0.01
stt: 0.02
linearUpdate: 0.05
angularUpdate: 0.0456
temporalUpdate: -1.0
resampleThreshold: 0.5
particles: 30
xmin: -1.0
ymin: -1.0
xmax: 1.0
ymax: 1.0
delta: 0.05
llsamplerange: 0.01
llsamplestep: 0.01
lasamplerange: 0.005
  • 修改后建图

请输入图片描述

问题2：使用karto建图时，出现车走但rviz中车走一段又跳回原点的情况

演示视频


Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-自主导航

Turtlebot3-burger入门教程#noetic版#-自主导航

说明：

  • 介绍如何利用Turtlebot3-burger进行导航

相关设备

操作步骤

  • [Remote PC] 启动roscore
$ roscore
  • [TurtleBot] 启动burger
$ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch
  • [Remote PC] 启动导航和rviz
$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch map_file:=$HOME/map.yaml

  • [Remote PC] 在开始导航之前，TurtleBot3应该知道它的位置和姿势。

  • 要给出初始数据，请按照说明进行操作。

    • 点击2D Pose Estimate按钮
    • 通过单击并拖动地图上的方向来设置地图上的大致位置。

  • 箭头的每个点意味着TurtleBot3的预期姿势。激光扫描仪将在近似位置绘制线条，如地图上的墙壁。

  • 如果图形没有显示线条，请重复上述过程。

  • [Remote PC] 当TurtleBot3已经定位，它将自动计划路径

  • 要发送目标位置：

    • 点击 2D Nav Goal按钮
    • 点击地图上你想要的TurtleBot驱动和拖动方向TurtleBot应该指向地方

  • 如果目标位置的路径被阻止，这可能会失败。

  • 要在机器人到达目标位置之前停止机器人，请发送TurtleBot3的当前位置。

演示视频




 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

posted @ 2026-01-11 23:31  hncj2024  阅读(3)  评论(0)    收藏  举报