Primeiros passos com o RPLIDAR de baixo custo usando Jetson Nano: 5 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

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Breve visão geral

A detecção de luz e alcance (LiDAR) opera da mesma maneira que telêmetros ultrassônicos com pulso de laser são usados em vez de ondas sonoras. Yandex, Uber, Waymo e etc. estão investindo pesadamente em tecnologia LiDAR para seus programas de carros autônomos. A desvantagem mais crítica dos sensores LiDAR é seu alto custo. No entanto, há um número crescente de opções de baixo custo que já estão no mercado. Um exemplo disso é o RPLiDAR A1M8 desenvolvido pela Slamtec com sua solução de scanner a laser 2D de 360 graus (LIDAR). Ele pode realizar uma varredura de 360 graus em uma faixa de 12 metros e tirar até 8.000 amostras por segundo. E está disponível por apenas $ 99 USD.

RPLIDAR é um sensor LIDAR de baixo custo adequado para aplicação SLAM (localização e mapeamento simultâneos) robótico interno. Ele pode ser usado em outros aplicativos, como:

1. Navegação e localização geral do robô
2. Evitar obstáculos
3. Digitalização de ambiente e modelagem 3D

O objetivo deste tutorial é usar o Robot Operating System (ROS) em um NVIDIA Jetson Nano Developer Kit para testar o desempenho do RPLiDAR A1M8 de baixo custo da Slamtec no problema SLAM.

Etapa 1: Desembalar o RPLIDAR A1 Development Kit

O kit de desenvolvimento RPLIDAR A1 contém:

• RPLIDAR A1
• Adaptador USB com cabo de comunicação
• Documentação

Nota: O cabo Micro-USB não está incluído.

Etapa 2: NVIDIA Jetson Nano Developer Kit

NVIDIA Jetson Nano é um computador de placa única pequeno, poderoso e de baixo custo que é capaz de quase tudo que um PC independente é capaz. Ele é alimentado por uma CPU ARM A57 quad-core de 1,4 GHz, GPU Nvidia Maxwell de 128 núcleos e 4 GB de RAM e também tem a capacidade de executar ROS ao executar um sistema operacional Linux.

Etapa 3: Preparação

Certifique-se de ter a versão mais recente do JetPack. Você pode baixar a versão mais recente do site oficial da Nvidia. Já publiquei um guia de início rápido recentemente. Confira.

Depois de instalar o sistema operacional, verificaremos se os drivers mais recentes estão instalados com os seguintes comandos.

sudo apt-get update

Este comando atualiza a lista de pacotes disponíveis e suas versões.

sudo apt-get upgrade

Conecte o RPlidar à porta USB do seu NVIDIA Jetson Nano via adaptador USB com cabo de comunicação.

Abra seu terminal e execute o seguinte comando.

ls -l / dev | grep ttyUSB

A saída do seguinte comando deve ser:

crw-rw ---- 1 root dialout 188, 0 31 de dezembro 20:33 ttyUSB0

Execute o comando abaixo para alterar a permissão:

sudo chmod 666 / dev / ttyUSB0

Agora você pode ler e escrever com este dispositivo usando a porta. Verifique-o via ls -l / dev | comando grep ttyUSB.

crw-rw-rw- 1 root dialout 188, 0 31 de dezembro 20:33 ttyUSB0

Etapa 4: Instalação de ROS no Jetson Nano

Agora, estamos prontos para instalar os pacotes ROS no Ubuntu 18.04 LTS baseado no Jetson Nano. Configure o Jetson Nano para aceitar o software de packages.ros.org digitando o seguinte comando no terminal:

sudo sh -c 'echo "deb https://packages.ros.org/ros/ubuntu $ (lsb_release -sc) main"> /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

Adicione uma nova chave apt:

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp: //keyserver.ubuntu.com: 80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

E você verá a seguinte saída:

Executando: /tmp/apt-key-gpghome.kbHNkEyTKo/gpg.1.sh --keyserver hkp: //keyserver.ubuntu.com: 80 --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654gpg: chave F42ED6 Open Robotics17C654 "chave pública importada"

gpg: Número total processado: 1

gpg: importado: 1

Atualize sua lista de pacotes com o seguinte comando:

atualização do apt sudo

Atualmente, a versão mais recente do ROS é Melodic Morenia. O comando abaixo instala todos os softwares, ferramentas, algoritmos e simuladores de robôs para ROS, incluindo suporte para rqt, rviz e outros pacotes úteis de robótica. Depois de digitar o comando e pressionar Enter, pressione Y e pressione Enter quando perguntado se deseja continuar.

sudo apt install ros-melodic-desktop

Demora cerca de 15-20 minutos para baixar e concluir a execução de um comando, então fique à vontade para fazer uma pausa.

Agora inicialize o rosdep.

sudo rosdep init

Você verá a seguinte saída:

Escreveu /etc/ros/rosdep/sources.list.d/20-default.list

Recomendado: por favor, corra

atualização rosdep

Em seguida, execute o comando abaixo

atualização rosdep

Você pode ver o seguinte erro no terminal:

ERROR: erro ao carregar lista de fontes: (https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/dashing/distribution.yaml)>

Execute novamente a atualização do rosdep até que o erro desapareça. No meu caso, foi feito 2 vezes.

Configure as variáveis de ambiente

echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~ /.bashrc

fonte ~ /.bashrc

Aqui está a última etapa do processo de instalação. Verifique qual versão do ROS você instalou. Se você vir sua versão do ROS como saída, parabéns, você instalou o ROS com sucesso.

rosversion -d

No meu caso foi:

melódico

Agora o Jetson Nano está pronto para executar pacotes ROS.

Etapa 5: configurar um espaço de trabalho Catkin

Você deve criar e configurar um espaço de trabalho catkin. Um espaço de trabalho catkin é um diretório no qual você pode criar ou modificar pacotes catkin existentes.

Instale as seguintes dependências:

sudo apt-get install cmake python-catkin-pkg python-empy python-nose python-setuptools libgtest-dev python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential git

Crie as pastas raiz e de origem catkin:

mkdir -p ~ / catkin_ws / src

Em seu terminal, execute

cd ~ / catkin_ws / src

Clone o repositório github do pacote RPLIDAR ROS.

git clone

Corre

CD..

Em seguida, execute catkin_make para compilar seu espaço de trabalho catkin.

catkin_make

Em seguida, execute a fonte do ambiente com seu terminal atual. Não feche o terminal.

fonte devel / setup.bash

Em um novo terminal, execute o seguinte comando

roscore

No terminal que você criou o ambiente, execute o comando abaixo

roslaunch rplidar_ros view_rplidar.launch

Uma instância de Rviz será aberta com um mapa dos arredores do RPLIDAR.

ROS é um bom framework no qual fizemos o mapa em torno do RPLIDAR. É uma ótima ferramenta para construir sistemas de software de robô que pode ser útil para uma variedade de plataformas de hardware, configurações de pesquisa e requisitos de tempo de execução. Este trabalho serviu para provar que o RPLiDAR de baixo custo é uma solução adequada para implementação de SLAM.

Espero que você tenha achado este guia útil e obrigado pela leitura. Se você tiver alguma dúvida ou feedback? Deixe um comentário abaixo. Fique ligado!