旨在用于教育，研究，產(chǎn)品原型和愛好應(yīng)用的目的。?
TurtleBot3的目標(biāo)是大幅降低平臺的尺寸和價格，而不會犧牲性能，功能和質(zhì)量。?
由于提供了不同可選，如底盤，計算機和傳感器，TurtleBot3可以通過各種方式進行定制。

turtlebot3入門教程

turtlebot3入門教程-目錄

說明：

• 介紹Turtlebo3是TurtleBot3是一個小型，低成本，完全可編程，基于ROS的移動機器人。
• 它旨在用于教育，研究，產(chǎn)品原型和愛好應(yīng)用的目的。
• TurtleBot3的目標(biāo)是大幅降低平臺的尺寸和價格，而不會犧牲性能，功能和質(zhì)量。
• 由于提供了不同可選，如底盤，計算機和傳感器，TurtleBot3可以通過各種方式進行定制。

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目錄：

TurtleBot3入門教程-概述
TurtleBot3入門教程-特點
TurtleBot3入門教程-規(guī)格
TurtleBot3入門教程-硬件設(shè)置
TurtleBot3入門教程-PC軟件設(shè)置
TurtleBot3入門教程-SBC軟件設(shè)置
TurtleBot3入門教程-OpenCR軟件設(shè)置
TurtleBot3入門教程-開始使用
TurtleBot3入門教程-遙控
TurtleBot3入門教程-SLAM
TurtleBot3入門教程-導(dǎo)航
TurtleBot3入門教程-LDS

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參考：

• http://turtlebot3.readthedocs.io/en/latest/
• https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3
• https://github.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR

一、入門教程-概述

說明：

• TurtleBot3是一個小型，低成本，完全可編程，基于ROS的移動機器人。
• 它旨在用于教育，研究，產(chǎn)品原型和愛好應(yīng)用的目的。
• TurtleBot3的目標(biāo)是大幅降低平臺的尺寸和價格，而不會犧牲性能，功能和質(zhì)量。
• 由于提供了其他選項，如底盤，計算機和傳感器，TurtleBot3可以通過各種方式進行定制。
• TurtleBot3意愿通過應(yīng)用SBC（單板計算機），深度傳感器和3D打印的最新技術(shù)進步，成為創(chuàng)客運動的中心。

在ROSCon2016上介紹Turtlebot3

• 作者：Yoonseok Pyo，Yoshihiro Shibata，Leon Jung，Darby Lim（ROBOTIS）
• PDF：http://roscon.ros.org/2016/presentations/ROSCon2016_Turtlebot3_ROBOTIS.pdf
• 視頻：https://vimeo.com/187699447

硬件

• Turtlebot3的默認(rèn)組件如下：底盤，電機，車輪，OpenCR板，計算機，傳感器，電池。
• 底盤是華夫板，板支撐，球形腳輪等。底盤的大特征在于Waffle板，這是所有TurtleBot3部件中最大的，但是比手小。
• 該板將提供為注塑成型，并且其實現(xiàn)低成本，但是利用CAD數(shù)據(jù)來3D打印也一樣可用。
• Turtlebot3 Basic是一個兩輪差速驅(qū)動類型的平臺，但也能夠支持不同結(jié)構(gòu)和機械定制如：汽車，自行車，拖車等。
• CAD數(shù)據(jù)發(fā)布到Onshape，這是一個全云3D CAD編輯器。
• 通過使用計算機或甚至通過便攜式設(shè)備通過Web瀏覽器訪問。
• 這里允許協(xié)同完成繪圖和組裝工作。
• CAD模型：
  • TurtleBot3基本型號：https://goo.gl/n3bGNr
  • TurtleBot3高級版：https://goo.gl/wCDvVI

軟件

• 該軟件以完全開源的形式提供。主要許可證是Apache 2.0許可證。預(yù)計全部資源發(fā)布是2017年第一季度。

• https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3

• https://github.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR

開源許可證

• 硬件許可證：

  • TurtleBot3是一個開源硬件項目，如開源硬件語言原則和定義v1.0所述。

• 軟件許可證：

  • 主要軟件是根據(jù)Apache 2.0許可證發(fā)布的。然而，一些資源是根據(jù)根據(jù)許可證3-Clause BSD License/GPLv3。

• 文件許可證：

  • 文件根據(jù)CC BY 4.0發(fā)布。

資源

• http://www.turtlebot.com/
• http://turtlebot3.rtfd.io/
• http://wiki.ros.org/Robots/TurtleBot
• https://github.com/ROBOTIS-GIT/open_manipulator
• https://github.com/ROBOTIS-GIT/DynamixelSDK
• https://github.com/ROBOTIS-GIT/dynamixel-workbench

出版物

• IEEE Spectrum: http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/diy/robotis-and-osrf-announce-turtlebot-3-smaller-cheaper-and-modular
• 3D Printing Industry:https://3dprintingindustry.com/news/advances-robotics-made-easier-forthcoming-3d-printed-turtlebot-96844/
• ROBOHUB: http://robohub.org/celebrating-9-years-of-ros/

二、入門教程-特點
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說明：

• 介紹Turtlebot3主要特點

合作方：

世界上最受歡迎的ROS平臺

• TurtleBot是世界上最受歡迎的開源機器人用于教育和研究。
• 新一代“TurtleBot3”是一種小型，低成本，完全可編程，基于ROS的移動機器人。
• 它旨在用于教育，研究，產(chǎn)品原型和愛好應(yīng)用的目的。

低成本

• TurtleBot是為了從教育和原型研究和發(fā)展的成本意識的需求而建立的。
• TurtleBot3是配備了通用360度LiDAR的SLAM移動機器人中最經(jīng)濟的機器人。

小尺寸

• TurtleBot3 Basic的尺寸為140mm x 140mm x 150mm（長x寬x高）。
• 它的大小是TurtleBot1和2的1/4大小, 甚至可以在背包里攜帶。

ROS標(biāo)準(zhǔn)

• TurtleBot品牌由Open Source Robotics Foundation, Inc. (OSRF)管理，OSRF開發(fā)和管理ROS。如今，ROS已經(jīng)成為世界各地所有機器人的向往參與的平臺。TurtleBot可以集成到現(xiàn)有的基于ROS的機器人，同時也是學(xué)習(xí)ROS的經(jīng)濟實惠的平臺。

結(jié)構(gòu)可擴展性

• TurtleBot3鼓勵用戶使用一些替代選項自定義其機械結(jié)構(gòu)：開源嵌入式板（作為控制板），計算機和傳感器。
• Turtlebot3 Basic是一個兩輪差速驅(qū)動類型的平臺，但能夠在許多方面比如結(jié)構(gòu)和機械定制：汽車，自行車，拖車等。
• 延伸想象之外的想法。

移動機器人的模塊化執(zhí)行器

• TurtleBot3允許通過使用2個Dynamixels在車輪關(guān)節(jié)上獲得精確的空間數(shù)據(jù)
• Dynamixel X系列可以通過以下6種操作模式之一進行操作：
  • 車輪的速度控制模式
  • 扭矩控制模式
  • 關(guān)節(jié)的位置控制模式等
• Dynamixel甚至可用于制作移動操縱器，因為它輕巧，但可以用速度，扭矩和位置精確控制
• Dynamixel是使TurtleBot更完善的核心組件。

開源ROS的控制板

• 開源控制板OpenCR，它是軟硬件都開源的，適用于ROS通信的控制板。
• 它具有不僅支持控制Dynamixel而且還支持基本識別任務(wù)的ROBOTIS傳感器，如觸摸傳感器，紅外傳感器，彩色傳感器等。
• 它在板內(nèi)有一個IMU傳感器，以便它可以加強許多精確的控制。
• 該板具有3.3V，5V，12V電源，以加強可用的計算機設(shè)備陣容。

強大的傳感器

• TurtleBot3 Basic使用360°LiDAR。
• TurtleBot3高級型號配備360°激光雷達，但另外還提供了一個功能強大的英特爾?實感?與識別SDK。
• 這將是制作移動機器人的最佳解決方案。

開放源碼

• TurtleBot3的硬件，固件和軟件是作為開源提供的。
• 基本上，TurtleBot3的所有組件都將作為注塑成型提供，并且它實現(xiàn)了低成本，但是也提供用于3D打印的CAD數(shù)據(jù)。
• CAD數(shù)據(jù)發(fā)布到Onshape，這是一個全云3D CAD編輯器。通過使用計算機或甚至通過便攜式設(shè)備通過Web瀏覽器訪問。這里允許協(xié)同完成繪圖，組裝工作。
• 此外，OpenCR板的所有細(xì)節(jié)，包括電路圖，PCB Gerber，BOM和固件源也在開源許可下，針對ROS用戶和社區(qū)開源。

三、入門教程-規(guī)格

說明：

• 介紹Turtlebot3規(guī)格

Turtlebot圖：

規(guī)格

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項目基本高級

最大平移速度	0.22m / s	0.26m / s
最大轉(zhuǎn)速	2.84rad / s（162.72deg / s）	1.82rad / s（104.27deg / s）
最大有效載荷	15kg	30kg
尺寸（長x寬x高）	176mm x 138mm x 188mm	306mm×283mm×143mm
重量（+ SBC +電池+傳感器）	0.995kg	1.745kg
攀登門檻	10mm以下
預(yù)計運行時間	2h 30m	2h
預(yù)計充電時間	2h 30m
PC連接	USB
IMU	陀螺儀3軸
	加速度計3軸
	磁力計3軸
電源連接器	3.3V / 800mA
	5V / 2A
	12V / 1A
插腳	GPIO 18引腳
	Arduino 32針
音頻	幾個可編程蜂鳴聲序列
可編程LED	用戶LED x 4
狀態(tài)LED	板狀態(tài)x 1
	電池狀態(tài)x 1
	Arduino LED x 1
紐扣	按鈕x 2
電池	鋰聚合物11.1V 1800mAh / 19.98Wh 5C
固件升級	通過USB /通過JTAG
充電適配器	輸入：100-240V，AC 50 / 60Hz，1.5A @ max
	輸出：12V DC，5A

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尺寸

• 尺寸數(shù)據(jù)（基本）
  

• 尺寸數(shù)據(jù)（高級）
  

組件

• SBC：

  • Intel? Joule? :?http://ark.intel.com/products/96414/Intel-Joule-570x-Developer-Kit
  • Raspberry Pi 3 Model B :?https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b/

• 傳感器：

  • Laser Distance Sensor :

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  圖示：

  概述

  • HLS-LFCD LDS用于TurtleBot3的兩種型號。
  • LDS（激光距離傳感器）是將由障礙物檢測收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到用于SLAM技術(shù)的主機的傳感器

  基本性能規(guī)格

  項目規(guī)格

  工作電源電壓	5V DC±5％
  光源	半導(dǎo)體激光二極管（λ= 785nm）
  激光安全	IEC60825-1 Class 1
  目前的消費	400mA以下（沖擊電流1A）
  檢測距離	120mm?3,500mm
  接口	3.3V USART（230,400 bps）每6度42bytes，全雙工選項
  環(huán)境光電阻	10,000 lux 或更小
  采樣率	1.8kHz
  尺寸	69.5（W）×95.5（D）×39.5（H）mm
  質(zhì)量	低于125g

  測量性能規(guī)格

  項目規(guī)格

  距離范圍	120?3500mm
  距離精度（120mm?499mm）	±15mm
  距離精度（500mm?3,500mm）	±5.0％
  距離精度（120mm?499mm）	±10mm
  距離精度（500mm?3,500mm）	±3.5％
  掃描速率	300±10rpm
  角范圍	360°
  角分辨率	1°

  規(guī)范文檔

  • 包括內(nèi)容如基本性能，測量性能，機構(gòu)布局，光路，數(shù)據(jù)信息，引腳描述，命令。

  在TurtleBot3使用LDS

  • HLS-LFCD LDS用于TurtleBot3 Basic和TurtleBot3 Premium。
  • 圖示：
    
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  ?

  • Intel? Realsense? R200 :?https://software.intel.com/en-us/RealSense/R200Camera

• 控制板

  • OpenCR :?

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圖示：

概述

• OpenCR是TurtleBot3的主控制器板。
• OpenCR或ROS的開源控制模塊是為ROS嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的，提供了完整的開源硬件和軟件。
• Board的所有內(nèi)容包括Schematics，PCB Gerber，BOM和TurtleBot3的固件源可以根據(jù)開源許可證免費分發(fā)給用戶和ROS社區(qū)。
• STM32F7系列是OpenCR板內(nèi)的主芯片，具有非常強大的ARM Cortex-M7浮點單元。
• OpenCR的開發(fā)環(huán)境從支持為年輕學(xué)生的Arduino IDE和Scratch到傳統(tǒng)固件開發(fā)環(huán)境的專家。
• 該板提供一組數(shù)字和模擬輸入/輸出引腳，可從pne電路連接到另一個或內(nèi)置IMU傳感器。
• 該板的通信接口包括與PC通信的USB和用于其他嵌入式設(shè)備的UART，SPI，I2C，CAN。
• 要使用SBC，OpenCR板可以提供最佳解決方案。
• 它支持一些電源輸出：12V，5V，3.3V的SBC和傳感器。
• 它還在兩個外部電源輸入中具有熱插拔功能：電池和SMPS。

規(guī)格

項目規(guī)格

微控制器	STM32F746NGH6 /具有FPU的32位ARMCortex?-M7（216MHz，462DMIPS）
傳感器	陀螺儀3Axis，加速度計3Axis，磁力計3Axis（MPU9250）
程序員	ARM Cortex 10pin JTAG / SWD連接器
	USB設(shè)備固件升級（DFU）
	串行
擴展引腳	32引腳（L 14，R 18）*?Arduino Uno Revision 3連接
	傳感器x 4針
	擴展連接器x 18針
通信電路	USB（Micro-B USB連接器/ USB 2.0 /主機/ Peripehral / OTG）
	TTL（JST 3pin / Dynamixel）
	RS485（JST 4pin / Dynamixel）
	UART x 2
	CAN
LED和按鈕	LD2（紅/綠）：USB通信
	用戶LED x 4：LD3（紅色），LD4（綠色），LD5（藍(lán)色）
	用戶按鈕x 2
權(quán)力	外部輸入源
	5 V（USB VBUS），7-24 V（電池或SMPS）
	默認(rèn)電池：LI-PO 11.1V 1,800mAh 19.98Wh
	默認(rèn)SMPS：12V 5A
	外部輸出源
	12V@1A, 5V@4A, 3.3V@800mA
	電源LED：LD1（紅色，3.3 V電源打開）
	復(fù)位按鈕x 1（用于板的電源復(fù)位）
	電源開關(guān)x 1
尺寸	105（W）×75（D）mm
質(zhì)量	60g

• 從“shore power”（12V，5A SMPS）切換到“移動電源”（電池）的熱插拔：電源板支持不間斷電源（UPS）類型的功能。

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• 執(zhí)行器

  • Dynamixel X series :?http://en.robotis.com/index/product.php?cate_code=10121110

四、入門教程-硬件設(shè)置
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硬件圖：

組件

• TurtleBot3有兩種不同的型號：Basic和Premium。
• 兩種型號之間的巨大差異是電機，SBC（單板計算機）和傳感器。
• 以下列表顯示了其組件:

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每個模型的部件數(shù)量基本高級

機殼	Waffle板	8	24
	35mm板支架	4	12
	45mm板支架	12	10
	板支持	12	12
	鏈輪	2	2
	橡膠輪胎	2	2
	球腳輪	1	2
	鋼球	1	2
	螺栓套	1	1
	螺母組	1	1
	鉚釘	6	10
	鉚釘間隔	4	4
	夢幻L支架	?	2
發(fā)動機	XL430-W350-T	2	?
	XM430-W210-T	?	2
	Horn for XM430-W210-T	?	2
控制器	OpenCR	1	1
功率 電池 電纜	SMPS 12V 5A	1	1
	AC代碼	1	1
	LIPO電池11.1V 1800mAh	1	1
	LIPO電池充電器	1	1
	電池轉(zhuǎn)換電纜	1	1
	RaspberryPi電源（5V）電纜	1	?
	焦耳電源（12V）電纜	?	1
通訊 電纜	機器人電纜-X3P 100mm	1	?
	機器人電纜-X3P 180mm	1	1
	機器人電纜-X3P 240mm	?	1
	USB2.0到microB電纜	2	2
SBC	RaspberryPi 3型號B	1	?
	英特爾?Joule?570x	?	1
傳感器	激光距離傳感器	1	1
	英特爾?Realsense?R200	?	1
記憶	MicroSD卡8G	1	?
工具	螺絲刀	1	1
	鉚接工具	1	1
	Velcro電池	1	1
	USB2LDS	1	1
	USB3.0集線器	?	1

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裝配

• 每個TurtleBots在箱子里都沒有組裝。按照說明組裝TurtleBot3。

五、入門教程-PC軟件設(shè)置

說明：

• 介紹如何在PC上安裝相關(guān)系統(tǒng)和軟件。
• 測試的系統(tǒng)版本是Ubuntu 16.04.1， ROS版本是Kinetic Kame

安裝Ubuntu

• 在遠(yuǎn)程PC（臺式機或筆記本電腦）中安裝
• 系統(tǒng)版本Ubuntu 16.04.1:
  • https://www.ubuntu.com/download/desktop
  • https://www.ubuntu.com/download/desktop/install-ubuntu-desktop

安裝ROS版本kinetic和相關(guān)包:

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wget https://raw.githubusercontent.com/oroca/oroca-ros-pkg/kinetic/ros_install.sh && chmod 755 ./ros_install.sh && bash ./ros_install.sh catkin_ws kinetic

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• 詳細(xì)安裝過程：http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu

安裝TurtleBot3及依賴包：

• 依賴包：

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sudo apt-get install ros-kinetic-joy ros-kinetic-teleop-twist-joy ros-kinetic-teleop-twist-keyboard ros-kinetic-laser-proc ros-kinetic-rgbd-launch ros-kinetic-depthimage-to-laserscan ros-kinetic-rosserial-arduino ros-kinetic-rosserial-python ros-kinetic-rosserial-server ros-kinetic-rosserial-client ros-kinetic-rosserial-msgs ros-kinetic-amcl ros-kinetic-map-server ros-kinetic-move-base ros-kinetic-hls-lfcd-lds-driver ros-kinetic-urdf ros-kinetic-xacro ros-kinetic-gmapping ros-kinetic-turtlebot-teleop

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• turtlebot3

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cd ~/catkin_ws/src/ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git cd ~/catkin_ws && catkin_make

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• 如果catkin_make完成沒有任何錯誤，使用TurtleBot3的準(zhǔn)備將完成。

網(wǎng)絡(luò)配置

• ROS需要IP地址在turtlebot和遠(yuǎn)程PC之間進行通信
• 分別在turtlebot和PC，執(zhí)行如下命令獲得對應(yīng)的IP地址：

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ifconfig

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• 修改.bashrc

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gedit ~/.bashrc

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• TURTLEBOT配置如下：

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ROS_MASTER_URI = http://IP_OF_PC:11311 ROS_HOSTNAME = IP_OF_TURTLEBOT

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• PC配置如下：

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ROS_MASTER_URI = http://IP_OF_PC:11311 ROS_HOSTNAME = IP_OF_PC

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• ROS_MASTER 運行在遠(yuǎn)程PC上。

• 讓環(huán)境生效：

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source ~/.bashrc

六、入門教程-SBC軟件設(shè)置

簡便安裝：

• 在Raspberry Pi 3（TurtleBot3 Basic）通過鏡像安裝Ubuntu MATE和Turtlebot3
• 利用SDcard讀卡器來安裝TurtleBot3 Basic映像
• SD卡的容量應(yīng)大于8 GB，以便安裝TurtleBot3 Basic映像
• 磁盤映像文件包含Ubuntu MATE 16.04.1和ROS kinetic kame
• Raspberry Pi 3鏡像下載：https://goo.gl/uOvWLh
• 鏡像安裝方法：

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安裝前準(zhǔn)備

• 鏡像系統(tǒng)?官網(wǎng)下載
• 下載Win32DiskImager軟件并安裝?
• 一張Micro SD卡?
• 一塊樹莓派3開發(fā)板
• 樹莓派3電源
• HDMI線
• 支持HDMI的顯示器或電視機
• 一條網(wǎng)線（可選）
• 鍵盤
• 鼠標(biāo)
• 電腦，安裝Windows系統(tǒng)

系統(tǒng)安裝步驟

格式Miscro SD卡為FAT32格式

啟動Win32DiskImager

Image File處選擇Raspbian映像文件

Device處選擇盤符為你讀卡器的盤符

點Write，然后點一下Yes確定操作，開始系統(tǒng)寫入

寫入完成，提示成功

Micro SD卡插入樹莓派，接通電源啟動

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樹莓派3手工安裝：

• 適用在樹莓派3上安裝（TurtleBot3 Basic）

（1）安裝Ubuntu MATE for Raspberry Pi 3

• 下載Raspberry Pi 3版本的Ubuntu MATE 16.04.1。
• 下載地址：https://ubuntu-mate.org/download/
• 下載鏡像：https://ubuntu-mate.org/raspberry-pi/
• 安裝鏡像：參見上文

（2）為Raspberry Pi 3安裝TurboBot3依賴的ROS包

• 安裝依賴包：

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sudo apt-get install ros-kinetic-amcl ros-kinetic-rosserial ros-kinetic-map-server ros-kinetic-move-base

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• 安裝ROS：

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wget https://raw.githubusercontent.com/oroca/oroca-ros-pkg/kinetic/ros_install.sh && chmod 755 ./ros_install.sh && bash ./ros_install.sh catkin_ws kinetic

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• 或者采用官方指南：http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu
• 安裝turtlebot依賴：

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sudo apt-get install ros-kinetic-joy ros-kinetic-teleop-twist-joy ros-kinetic-teleop-twist-keyboard ros-kinetic-laser-proc ros-kinetic-rgbd-launch ros-kinetic-depthimage-to-laserscan ros-kinetic-rosserial-arduino ros-kinetic-rosserial-python ros-kinetic-rosserial-server ros-kinetic-rosserial-client ros-kinetic-rosserial-msgs ros-kinetic-amcl ros-kinetic-map-server ros-kinetic-move-base ros-kinetic-hls-lfcd-lds-driver ros-kinetic-urdf ros-kinetic-xacro ros-kinetic-turtlebot-teleop ros-kinetic-compressed-image-transport ros-kinetic-rqt-image-view

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• 安裝turtlebot

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git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git cd ~/catkin_ws && catkin_make

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• 如果catkin_make完成沒有任何錯誤，使用TurtleBot3的準(zhǔn)備將完成。
• USB設(shè)置：以下允許將USB端口用于沒有root權(quán)限的OpenCR板

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wget https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/99-opencr-cdc.rules sudo cp ./99-opencr-cdc.rules /etc/udev/rules.d/ sudo udevadm control --reload-rules

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英特爾?Joule?手工安裝：

• 適用在英特爾?Joule?安裝（TurtleBot3 Premium）

（1）安裝Ubuntu的英特爾?Joule?（TurtleBot3 Premium型號）

• 下載英特爾?Joule?的Ubuntu 16.04版本的映像。

  • 鏡像地址：https://developer.ubuntu.com/core/get-started/intel-joule#alternative-install:-ubuntu-desktop-16.04-lts

• 制作可啟動的USB驅(qū)動器來安裝Ubuntu：

  • https://software.intel.com/en-us/node/705675#ubuntu
  • https://software.intel.com/en-us/node/700692

（2）安裝ROS和軟件包

• 參考樹莓派3的安裝ROS和軟件包方法

七、入門教程-OpenCR軟件設(shè)置

OpenCR

• OpenCR根據(jù)SBC的指令控制Dynamixels。為此，應(yīng)在板中構(gòu)建特定的固件。請參閱說明并配置設(shè)置。

OpenCR的ArduinoIDE設(shè)置

• 按照說明在遠(yuǎn)程PC上獲得OpenCR Arduino開發(fā)環(huán)境

USB端口設(shè)置

• 使OpenCR USB端口能夠在沒有root權(quán)限的情況下上傳Arduino IDE程序。
• 執(zhí)行如下命令：

wget https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/99-opencr-cdc.rules sudo cp ./99-opencr-cdc.rules /etc/udev/rules.d/ sudo udevadm control --reload-rules

編譯器設(shè)置

• 由于OpenCR庫是為32位平臺構(gòu)建的，64位PC需要用于Arduino IDE的32位編譯器相關(guān)內(nèi)容：
• 執(zhí)行如下命令：

sudo apt-get install libncurses5-dev：i386

安裝Arduino IDE

• OpenCR需Arduino IDE 1.16.0及之后的版本

• 從官方的arduino主頁下載最新版本，地址：https://www.arduino.cc/en/Main/Software

• 將下載的文件解壓縮到所需的文件夾比如用戶的根目錄下tools，并從終端執(zhí)行安裝文件。如下：

  mkdir ~/tools
  wget
  cd ~/tools/arduino-1.16.0
  ./install.sh

• 增加路徑到環(huán)境中：

gedit ~/.bashrc export PATH=$PATH:$HOME/tools/arduino-1.16.0 source ~/.bashrc

運行Arduino IDE

• 在linux下，新終端執(zhí)行：

arduino

• 圖示：

將OpenCR板移植到Arduino IDE

（1）增加Boards Manager

• 運行IDE，點擊File → Preferences, 復(fù)制如下內(nèi)容到Additional Boards Manager URLs：

https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/arduino/opencr_release/package_opencr_index.json

• 大概需要20多分鐘完成。

• 如圖：

（2）通過Boards Manager安裝OpenCR軟件包

• 點擊Tools → Board → Boards Manager.

• 圖示：
  

• 在文本框中鍵入OpenCR以查找包。找到OpenCR by ROBOTIS后，點擊Install.

• 圖示：
  

• 安裝后，將顯示“INSTALLED”

• 圖示：
  

• OpenCR Board列在Tools → Board 中。

• 圖示：
  

（3）端口設(shè)置

• 此步驟顯示程序上傳的端口設(shè)置。
• OpenCR應(yīng)通過USB端口連接到PC和OpenCR板。
• 選擇Tools → Port → /dev/ttyACM0.
• 圖示：
  
• /dev/ttyACM0的值可能會根據(jù)不同PC環(huán)境有差異。

（4）調(diào)制解調(diào)器刪除

• 在使用Arduino IDE編程并將程序上傳到OpenCR后，OpenCR將重新啟動并重新連接。
• 同時，Linux的調(diào)制解調(diào)器相關(guān)軟件包將發(fā)送AT命令來管理設(shè)備。
• 因此顯示OpenCR上的連接錯誤，因此此步驟應(yīng)該預(yù)先完成。

sudo apt-get purge modemmanager

（5）Bootloader寫入

• STM32F7xx用于OpenCR板上的主MCU，支持DFU（設(shè)備固件升級）
• 這使MCU的內(nèi)置引導(dǎo)加載程序本身能夠通過使用USB引導(dǎo)DFU協(xié)議，主要用于引導(dǎo)加載程序初始化，恢復(fù)模式和引導(dǎo)加載程序更新
• 最大的優(yōu)點是讓用戶能夠使用USB引導(dǎo)加載程序，無需其他JTAG設(shè)備
• 使用嵌入在MCU中的DFU模式寫入固件，而無需編寫/調(diào)試設(shè)備，例如STLink。

（6）Programmer 設(shè)置

• 選擇Tools → DFU-UTIL
• 圖示：
  

（7）運行DFU模式

• 按下Reset同時按下Boot鍵，就能激活DFU模式
• 圖示：
  

（8）下載bootloader

• 點擊Tools → Burn Bootloader
• 圖示：
  

OpenCR固件的ROS設(shè)置

• 將TurtleBot3固件添加到OpenCR中

• 用于ROS的OpenCR固件（或源）是控制ROS中的Dynamixel和傳感器。

• 固件位于OpenCR示例中，也由board manager下載。

• 初級版本：點擊File → Examples → turtlebot3 → turtlebot_basic → turtlebot3_core

• 高級版本：點擊File → Examples → turtlebot3 → turtlebot_premium → turtlebot3_core

• 點擊Upload上傳到OpenCR板

• 圖示：

八、入門教程-開始使用

啟動TurtleBot3

• [Remote PC]運行ROScore

roscore

• [TurtleBot3 SBC]給LiDAR連接到ttyUSB0套接字的讀/寫權(quán)限

sudo chmod a+rw /dev/ttyUSB0

• [TurtleBot3 SBC]啟動launch文件

roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch

• 如果終端顯示lost sync with device錯誤信息，則說明TurtleBot3的傳感器設(shè)備必須未完全連接

• 現(xiàn)在，用各種遠(yuǎn)程操作方法測試TurtleBot3
  ?

九、入門教程-遠(yuǎn)程操作

遠(yuǎn)程操作

• 當(dāng)在TurtleBot3的SBC上操作時，以下說明是無用的。

• 在遠(yuǎn)程PC上執(zhí)行此操作。

• TurtleBot3將由各種設(shè)備遠(yuǎn)程操作。

• 我們使用幾種無線設(shè)備（例如PS3，XBOX 360，ROBOTIS RC100等）對其進行了測試。

• 該示例由ROS在Ubuntu mate 16.04上使用Raspberry Pi 3（除了通過LEAP Motion測試）和OpenCR控制Dynamixel XM-430。

鍵盤控制

• [Remote PC] 安裝軟件包

sudo apt-get install ros-kinetic-teleop-twist-keyboard

• [Remote PC] 啟動進行簡單遠(yuǎn)程操作測試

roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_teleop_key.launch

• [Remote PC] 如果文件成功啟動，終端將顯示以下內(nèi)容。

Control Your Turtlebot! --------------------------- Moving around:u i oj k lm , .q/z : increase/decrease max speeds by 10% w/x : increase/decrease only linear speed by 10% e/c : increase/decrease only angular speed by 10% space key, k : force stop anything else : stop smoothlyCTRL-C to quitcurrently: speed 0.2 turn 1

RC100控制

• 使用ROBOTIS RC100的設(shè)置已經(jīng)在ROS的OpenCR固件中，因此沒有更多的必需軟件包

PS3操縱桿

• [Remote PC] 通過藍(lán)牙或USB電纜將PS3操縱桿連接到PC。
• [Remote PC] 安裝PS3操縱桿軟件包

sudo apt-get install ros-kinetic-joy ros-kinetic-joystick-drivers ros-kinetic-teleop-twist-joy

• [Remote PC] 啟動PS3操縱桿的遙控軟件包

roslaunch teleop_twist_joy teleop.launch

XBOX 360操縱桿

• [Remote PC] 通過藍(lán)牙將PS3操縱桿連接到PC。
• [Remote PC] 安裝XBOX 360操縱桿軟件包

sudo apt-get install xboxdrv ros-kinetic-joy ros-kinetic-joystick-drivers ros-kinetic-teleop-twist-joy

• [Remote PC] 運行XBOX 360操縱桿的遙控軟件包

xboxdrv --silent roslaunch teleop_twist_joy teleop.launch

Wii遙控器

• [Remote PC] 通過藍(lán)牙將Wii遙控器連接到PC
• [Remote PC] 安裝Wii遙控器軟件包

rosdep install wiimote rosmake wiimote

• [Remote PC] 運行Wii遙控器的遙控器軟件包

rosrun wiimote wiimote_node.py rosrun learning_wiimote turtle_teleop_wiimote

Nunchuk控制

• 待完善

Android控制

• 下載ROS Teleop并運行應(yīng)用程序

LEAP Motion

• [Remote PC] 通過藍(lán)牙將LEAP運動連接到PC。
• [Remote PC] 安裝LEAP Motion軟件包
  • https://www.leapmotion.com/setup
  • https://developer.leapmotion.com/downloads/sdk-preview
• 簡單安裝方法:

leapd LeapCommandPanel git clone git@github.com:warp1337/rosleapmotion.git

• [Remote PC] 運行LEAP Motion

rosrun leap_motion sender.py

十、入門教程-SLAM?

說明：

• 介紹如何通過turtlebot3進行SLAM測試

SLAM

• The Simultaneous Localization and Mapping（SLAM）
• 同步定位與地圖構(gòu)建（SLAM或Simultaneous localization and mapping）是一種概念：希望機器人從未知環(huán)境的未知地點出發(fā)，在運動過程中通過重復(fù)觀測到的地圖特征（比如，墻角，柱子等）定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置增量式的構(gòu)建地圖，從而達到同時定位和地圖構(gòu)建的目的。（維基百科）
• SLAM技術(shù)是TurtleBot3的典型功能，是Turtlebot品牌的一類。這里的視頻顯示了TurtleBot3可以繪制多少精確的地圖，即使它是一個小的便宜的機器人平臺。

• 相關(guān)信息：

日期： 2016.11.29 機器人： TurtleBot3基本模型 傳感器： 激光距離傳感器 包裝： Gmapping/Cartographer 地點： ROBOTIS實驗室和總部，15樓的走廊 時間： 55分鐘 距離： 共351米

通過遠(yuǎn)程操作創(chuàng)建地圖

• [Remote PC]打開終端，然后運行SLAM啟動文件

export TURTLEBOT3_MODEL=basic roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch

• [Remote PC] 通過Rviz可視化模型

rosrun rviz rviz -d `rospack find turtlebot3_slam`/rviz/turtlebot3_slam.rviz

將地圖保存到文件

• [Remote PC] 打開終端，然后運行地圖保存節(jié)點

rosrun map_server map_saver -f ~/map

十一、入門教程-導(dǎo)航?

說明：

• 介紹如何利用Turtlebot3進行導(dǎo)航
• 導(dǎo)航技術(shù)的主要用途是使機器人進入期望的位置。

導(dǎo)航

• [Remote PC]啟動導(dǎo)航文件

export TURTLEBOT3_MODEL = basic roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch

• 啟動Rviz

rosrun rviz rviz -d `rospack find turtlebot3_navigation`/rviz/turtlebot3_nav.rviz

• [Remote PC] 在開始導(dǎo)航之前，TurtleBot3應(yīng)該知道它的位置和姿勢。
• 要給出初始數(shù)據(jù)，請按照說明進行操作。
  • 點擊2D Pose Estimate按鈕
  • 通過單擊并拖動地圖上的方向來設(shè)置地圖上的大致位置。
• 箭頭的每個點意味著TurtleBot3的預(yù)期姿勢。激光掃描儀將在近似位置繪制線條，如地圖上的墻壁。
• 如果圖形沒有顯示線條，請重復(fù)上述過程。
• [遠(yuǎn)程PC]當(dāng)TurtleBot3已經(jīng)定位，它將自動計劃路徑。
• 要發(fā)送目標(biāo)位置：
  • 點擊 2D Nav Goal按鈕
  • 點擊地圖上你想要的TurtleBot驅(qū)動和拖動方向TurtleBot應(yīng)該指向地方
• 如果目標(biāo)位置的路徑被阻止，這可能會失敗。
• 要在機器人到達目標(biāo)位置之前停止機器人，請發(fā)送TurtleBot3的當(dāng)前位置。

?

參考文檔：

• http : //wiki.ros.org/turtlebot_navigation/Tutorials/Autonomously%20navigate%20in%20a%20known%20map

十二、入門教程-LDS

說明：

• 介紹Turtlebot3的激光雷達LDS

圖示：

概述

• HLS-LFCD LDS用于TurtleBot3的兩種型號。
• LDS（激光距離傳感器）是將由障礙物檢測收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到用于SLAM技術(shù)的主機的傳感器

基本性能規(guī)格

項目規(guī)格

工作電源電壓	5V DC±5％
光源	半導(dǎo)體激光二極管（λ= 785nm）
激光安全	IEC60825-1 Class 1
目前的消費	400mA以下（沖擊電流1A）
檢測距離	120mm?3,500mm
接口	3.3V USART（230,400 bps）每6度42bytes，全雙工選項
環(huán)境光電阻	10,000 lux 或更小
采樣率	1.8kHz
尺寸	69.5（W）×95.5（D）×39.5（H）mm
質(zhì)量	低于125g

測量性能規(guī)格

項目規(guī)格

距離范圍	120?3500mm
距離精度（120mm?499mm）	±15mm
距離精度（500mm?3,500mm）	±5.0％
距離精度（120mm?499mm）	±10mm
距離精度（500mm?3,500mm）	±3.5％
掃描速率	300±10rpm
角范圍	360°
角分辨率	1°

規(guī)范文檔

• 包括內(nèi)容如基本性能，測量性能，機構(gòu)布局，光路，數(shù)據(jù)信息，引腳描述，命令。

在TurtleBot3使用LDS

• HLS-LFCD LDS用于TurtleBot3 Basic和TurtleBot3 Premium。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的turtlebot3入门教程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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