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DAY 3
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自我挑戰組

一個營建系學生的韌體之路-自走車篇系列 第 3

【AMR_Day3】淺淺認識自走車

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自走車是什麼?

定義

其實標題打自走車好像不太好?
如果在google搜尋「自走車」的話,會出現下面這種工程作業用的自走車。
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230917/20140433apBtM0fRDD.png
據我淺淺的了解,他還是需要遙控器來進行升降、位移,雖然我是營建系學生,不過我並沒有實際操作過,要操作的話得考證照哦!那我標題所說的自走車,並不是這種!!
正確來說應該叫做「自主移動機器人Autonomous Mobile Robot,AMR」,也有人叫做Self-Driving Robot,是能夠自主導航並且移動的機械載具,上面可以依據任務需求搭載各式各樣的設備,餐廳常看到的送餐喵喵機器人、加上攝影機的無人飛機等等。
與傳統的「無人搬運車Automated Guided Vehicle,AGV」的差異在AGV需事先建立好路徑(膠帶、路標、軌道...),AGV就會沿著這條路徑移動,相對的AMR則是透過自身的計算來規劃移動路徑,有較高的機動性。這個概念延伸到汽車上就變成無人駕駛汽車,但在現實上、法規上「完全的自動駕駛汽車」還未能商業化。

組成

市面上有很多教人家如何使用Arduino製作出一台尋跡小車的教學,甚至在書局就能買到diy製作包了,原理多是利用紅外線感測器來判斷是否有沿著軌跡行走。我自己是沒有自己組裝過,但原理跟工具我都會使用,相信大家按著說明說多能做到!
借用一下網上教學(來源Web:AI MoonCar
https://md.webduino.io/uploads/upload_38c691d7c27fa4c0a66509e72e40a954.png
https://md.webduino.io/uploads/upload_89cb4105366acedcab28cc4487e99038.png
通常diy組合中都至少會附以下材料:

  1. Arduino Uno(上位機)
  2. 馬達驅動板(下位機)
  3. 底盤套件(車身)
  4. 各種感測器模組(感測器)

來小小解釋這些節點的名詞讓自己了解的更透徹
上位機:作為主要控制(決策)的角色,可以處理資料規劃路徑、直接送出控制指令給其他節點,一般來說就是電腦。
下位機:作為被控制者,接收指令將之轉換成時序訊號,達成馬達控制的任務。
上位機與下位機的溝通方式會依據指定的通訊協定去做轉換,如uart。
感測器的部份明天再來談談自走車主要會用到的那些。

我的車車

稍微來介紹一下我的車給大家認識,目標是製作一台能沿著隧道前進的四輪阿克曼車。
上位機的部份是一台安裝ubuntu與ROS2的電腦,感測器要是光達。
下位機則是直接購買租裝好的阿克曼轉向系統車底盤,由STM32控制後輪馬達與轉向舵機。

三大演算法

製作一台自走車需要需多演算法相輔相成,大致可以分成三大部分,傳感、感知、決策。
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230919/20140433Jp6DoaFlXf.png

  1. 傳感:從各種感測器取得原始資料,並將之分析成有意義的資訊。
  2. 感知:利用現有資訊定位車子目前的所在位置並分析周遭環境。
  3. 決策:根據目前已知資訊與任務目標決定下一步的命令。

三者分別都帶入得很深XD容我用小小的腦袋瓜先從簡單的部分講起。


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