Vue d'ensemble du système robotique ROS
Introduction
Cette section présente l'architecture du système robotique ROS et fournit une liste des composants matériels. Le système robotique ROS est principalement composé de deux parties principales :
- Le composant de haut niveau pour la perception et la décision.
- Le composant de bas niveau pour le contrôle du mouvement.
Le composant de haut niveau pour la perception et la décision
Cette partie nécessite une puissance de calcul élevée mais a de faibles exigences en temps réel. Elle s'exécute généralement sur un système d'exploitation à usage général sur des appareils haute performance. Des programmes sont écrits pour exécuter des fonctions de perception et de prise de décision basées sur les données d'entrée provenant de divers types de capteurs.
Les programmes pour les fonctions de perception et de prise de décision du robot ROS sont exécutés par reComputer J1020 v2 nano.
Le rôle du reComputer est de collecter les données de divers capteurs, de traiter et d'analyser les données selon les besoins, puis de contrôler (décider) les actions du robot, telles que les déplacements et la préhension.
Par exemple, pour permettre au robot de suivre un objet rouge, le capteur de la caméra capture d'abord les informations d'image de l'environnement. Le reComputer traite l'image pour identifier la position de l'objet rouge, puis dirige le robot vers l'objet.
Le reComputer peut être considéré comme un ordinateur capable d'exécuter ROS. Étant donné qu'il doit être installé à l'intérieur du robot, l'ordinateur doit être relativement compact.
Les données d'entrée pour les programmes de perception et de prise de décision sont fournies par divers types de capteurs, notamment :
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Encodeurs moteur
(Obtiennent les informations de mouvement du robot) -
Modules IMU et GNSS
(Obtiennent les informations de mouvement externes) -
LiDAR à ligne unique
(Obtient un nuage de points laser bidimensionnel)
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LiDAR multi-lignes
(Obtient un nuage de points laser tridimensionnel) -
Caméras de profondeur
(Obtiennent des images contenant des informations de profondeur)
Le composant de bas niveau pour le contrôle du mouvement
Cette partie a de faibles exigences en puissance de calcul mais des exigences élevées en temps réel. Les programmes de contrôle du mouvement sont écrits en C et s'exécutent sur un microcontrôleur. Leur rôle principal est d'exécuter les commandes de contrôle de mouvement émises par le système de haut niveau et de fournir des retours sur l'état actuel du robot.
La liste du matériel utilisé pour le contrôle du mouvement est la suivante :
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Batterie d'alimentation
(Fournit de l'énergie aux robots ROS)
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Contrôleur et variateur
(Le contrôleur génère des signaux de commande, et le variateur amplifie ces signaux pour piloter le moteur. Ils peuvent être conçus comme une unité intégrée) -
Moteur et servomoteur
(Dispositifs qui convertissent l'énergie électrique en énergie cinétique) -
Châssis
(Les quatre composants ci-dessus sont montés sur un cadre pour former un châssis)
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