旨在用于教育，研究，产品原型和爱好应用的目的。
TurtleBot3的目标是大幅降低平台的尺寸和价格，而不会牺牲性能，功能和质量。
由于提供了不同可选，如底盘，计算机和传感器，TurtleBot3可以通过各种方式进行定制。

turtlebot3入门教程

turtlebot3入门教程-目录

说明：

介绍Turtlebo3是TurtleBot3是一个小型，低成本，完全可编程，基于ROS的移动机器人。
它旨在用于教育，研究，产品原型和爱好应用的目的。
TurtleBot3的目标是大幅降低平台的尺寸和价格，而不会牺牲性能，功能和质量。
由于提供了不同可选，如底盘，计算机和传感器，TurtleBot3可以通过各种方式进行定制。

TurtleBot3入门教程-概述
TurtleBot3入门教程-特点
TurtleBot3入门教程-规格
TurtleBot3入门教程-硬件设置
TurtleBot3入门教程-PC软件设置
TurtleBot3入门教程-SBC软件设置
TurtleBot3入门教程-OpenCR软件设置
TurtleBot3入门教程-开始使用
TurtleBot3入门教程-遥控
TurtleBot3入门教程-SLAM
TurtleBot3入门教程-导航
TurtleBot3入门教程-LDS

参考：

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

一、入门教程-概述

说明：

TurtleBot3是一个小型，低成本，完全可编程，基于ROS的移动机器人。
它旨在用于教育，研究，产品原型和爱好应用的目的。
TurtleBot3的目标是大幅降低平台的尺寸和价格，而不会牺牲性能，功能和质量。
由于提供了其他选项，如底盘，计算机和传感器，TurtleBot3可以通过各种方式进行定制。
TurtleBot3意愿通过应用SBC（单板计算机），深度传感器和3D打印的最新技术进步，成为创客运动的中心。

在ROSCon2016上介绍Turtlebot3

PDF：http://roscon.ros.org/2016/presentations/ROSCon2016_Turtlebot3_ROBOTIS.pdf
视频：https://vimeo.com/187699447

硬件

Turtlebot3的默认组件如下：底盘，电机，车轮，OpenCR板，计算机，传感器，电池。
底盘是华夫板，板支撑，球形脚轮等。底盘的大特征在于Waffle板，这是所有TurtleBot3部件中最大的，但是比手小。
该板将提供为注塑成型，并且其实现低成本，但是利用CAD数据来3D打印也一样可用。
Turtlebot3 Basic是一个两轮差速驱动类型的平台，但也能够支持不同结构和机械定制如：汽车，自行车，拖车等。
通过使用计算机或甚至通过便携式设备通过Web浏览器访问。
这里允许协同完成绘图和组装工作。
CAD模型：
- TurtleBot3基本型：https://goo.gl/n3bGNr
- TurtleBot3高级版：https://goo.gl/wCDvVI

软件

该软件以完全开源的形式提供。主要许可证是Apache 2.0许可证。预计全部资源发布是2017年第一季度。
https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3
https://github.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR

开源许可证

硬件许可证：
- TurtleBot3是一个开源硬件项目，如开源硬件语言原则和定义v1.0所述。
软件许可证：
- 主要软件是根据Apache 2.0许可证发布的。然而，一些资源是根据根据许可证3-Clause BSD License/GPLv3。
文件许可证：
- 文件根据CC BY 4.0发布。

资源

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、入门教程-特点

说明：

介绍Turtlebot3主要特点

合作方：

世界上最受欢迎的ROS平台

TurtleBot是世界上最受欢迎的开源机器人用于教育和研究。
新一代“TurtleBot3”是一种小型，低成本，完全可编程，基于ROS的移动机器人。
它旨在用于教育，研究，产品原型和爱好应用的目的。

低成本

TurtleBot是为了从教育和原型研究和发展的成本意识的需求而建立的。
TurtleBot3是配备了通用360度LiDAR的SLAM移动机器人中最经济的机器人。

小尺寸

TurtleBot3 Basic的尺寸为140mm x 140mm x 150mm（长x宽x高）。
它的大小是TurtleBot1和2的1/4大小, 甚至可以在背包里携带。

ROS标准

TurtleBot品牌由Open Source Robotics Foundation, Inc. (OSRF)管理，OSRF开发和管理ROS。如今，ROS已经成为世界各地所有机器人的向往参与的平台。TurtleBot可以集成到现有的基于ROS的机器人，同时也是学习ROS的经济实惠的平台。

结构可扩展性

TurtleBot3鼓励用户使用一些替代选项自定义其机械结构：开源嵌入式板（作为控制板），计算机和传感器。
Turtlebot3 Basic是一个两轮差速驱动类型的平台，但能够在许多方面比如结构和机械定制：汽车，自行车，拖车等。
延伸想象之外的想法。

移动机器人的模块化执行器

TurtleBot3允许通过使用2个Dynamixels在车轮关节上获得精确的空间数据
Dynamixel X系列可以通过以下6种操作模式之一进行操作：
- 车轮的速度控制模式
- 扭矩控制模式
- 关节的位置控制模式等
Dynamixel甚至可用于制作移动操纵器，因为它轻巧，但可以用速度，扭矩和位置精确控制
Dynamixel是使TurtleBot更完善的核心组件。

开源ROS的控制板

开源控制板OpenCR，它是软硬件都开源的，适用于ROS通信的控制板。
它具有不仅支持控制Dynamixel而且还支持基本识别任务的ROBOTIS传感器，如触摸传感器，红外传感器，彩色传感器等。
它在板内有一个IMU传感器，以便它可以加强许多精确的控制。
该板具有3.3V，5V，12V电源，以加强可用的计算机设备阵容。

强大的传感器

TurtleBot3 Basic使用360°LiDAR。
TurtleBot3高级型配备360°激光雷达，但另外还提供了一个功能强大的英特尔感识别SDK。
这将是制作移动机器人的最佳解决方案。

开放源码

TurtleBot3的硬件，固件和软件是作为开源提供的。
基本上，TurtleBot3的所有组件都将作为注塑成型提供，并且它实现了低成本，但是也提供用于3D打印的CAD数据。
此外，OpenCR板的所有细节，包括电路图，PCB Gerber，BOM和固件源也在开源许可下，针对ROS用户和区开源。

三、入门教程-规格

说明：

介绍Turtlebot3规格

Turtlebot图：

规格

项目	基本	高级
最大平移速度	0.22m / s	0.26m / s
最大转速	2.84rad / s（162.72deg / s）	1.82rad / s（104.27deg / s）
最大有效载荷	15kg	30kg
尺寸（长x宽x高）	176mm x 138mm x 188mm	306mm×283mm×143mm
重量（+ SBC +电池+传感器）	0.995kg	1.745kg
攀登门槛	10mm以下
预计运行时间	2h 30m	2h
预计充电时间	2h 30m
PC连接	USB
IMU	陀螺仪3轴
	加速度计3轴
	磁力计3轴
电源连接器	3.3V / 800mA
	5V / 2A
	12V / 1A
插脚	GPIO 18引脚
插脚	Arduino 32针
音频	几个可编程蜂鸣声序列
可编程LED	用户LED x 4
状态LED	板状态x 1
	电池状态x 1
	Arduino LED x 1
纽扣	按钮x 2
电池	锂聚合物11.1V 1800mAh / 19.98Wh 5C
固件升级	通过USB /通过JTAG
充电适配器	输入：100-240V，AC 50 / 60Hz，1.5A @ max
充电适配器	输出：12V DC，5A

尺寸

组件

SBC：
- IntelJoule: 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/

传感器：

Laser Distance Sensor :

图示：

概述

HLS-LFCD LDS用于TurtleBot3的两种型。
LDS（激光距离传感器）是将由障碍物检测收集的数据发送到用于SLAM技术的主机的传感器

基本性能规格

项目	规格
工作电源电压	5V DC±5％
光源	半导体激光二极管（λ= 785nm）
激光安全	IEC60825-1 Class 1
目前的消费	400mA以下（冲击电流1A）
检测距离	120mm,500mm
接口	3.3V USART（230,400 bps）每6度42bytes，全双工选项
环境光电阻	10,000 lux 或更小
采样率	1.8kHz
尺寸	69.5（W）×95.5（D）×39.5（H）mm
质量	低于125g

测量性能规格

项目	规格
距离范围	120500mm
距离精度（120mm99mm）	±15mm
距离精度（500mm,500mm）	±5.0％
距离精度（120mm99mm）	±10mm
距离精度（500mm,500mm）	±3.5％
扫描速率	300±10rpm
角范围	360°
角分辨率	1°

规范文档

包括内容如基本性能，测量性能，机构布局，光路，数据信息，引脚描述，命令。

在TurtleBot3使用LDS

HLS-LFCD LDS用于TurtleBot3 Basic和TurtleBot3 Premium。

IntelRealsenseR200 : https://software.intel.com/en-us/RealSense/R200Camera

控制板
- OpenCR :

图示：

概述

OpenCR是TurtleBot3的主控制器板。
OpenCR或ROS的开源控制模块是为ROS嵌入式系统开发的，提供了完整的开源硬件和软件。
Board的所有内容包括Schematics，PCB Gerber，BOM和TurtleBot3的固件源可以根据开源许可证免费分发给用户和ROS 区。
STM32F7系列是OpenCR板内的主芯片，具有非常强大的ARM Cortex-M7浮点单元。
OpenCR的开发环境从支持为年轻学生的Arduino IDE和Scratch到传统固件开发环境的专家。
该板提供一组数字和模拟输入/输出引脚，可从pne电路连接到另一个或内置IMU传感器。
该板的通信接口包括与PC通信的USB和用于其他嵌入式设备的UART，SPI，I2C，CAN。
要使用SBC，OpenCR板可以提供最佳解决方案。
它支持一些电源输出：12V，5V，3.3V的SBC和传感器。
它还在两个外部电源输入中具有热插拔功能：电池和SMPS。

规格

项目	规格
微控制器	STM32F746NGH6 /具有FPU的32位ARMCortexM7（216MHz，462DMIPS）
传感器	陀螺仪3Axis，加速度计3Axis，磁力计3Axis（MPU9250）
程序员	ARM Cortex 10pin JTAG / SWD连接器
	USB设备固件升级（DFU）
	串行
扩展引脚	32引脚（L 14，R 18）* Arduino Uno Revision 3连接
	传感器x 4针
	扩展连接器x 18针
通信电路	USB（Micro-B USB连接器/ USB 2.0 /主机/ Peripehral / OTG）
	TTL（JST 3pin / Dynamixel）
	RS485（JST 4pin / Dynamixel）
	UART x 2
	CAN
LED和按钮	LD2（红/绿）：USB通信
	用户LED x 4：LD3（红色），LD4（绿色），LD5（蓝色）
	用户按钮x 2
权力	外部输入源
	5 V（USB VBUS），7-24 V（电池或SMPS）
	默认电池：LI-PO 11.1V 1,800mAh 19.98Wh
	默认SMPS：12V 5A
	外部输出源
	12V@1A, 5V@4A, 3.3V@800mA
	电源LED：LD1（红色，3.3 V电源打开）
	复位按钮x 1（用于板的电源复位）
	电源开关x 1
尺寸	105（W）×75（D）mm
质量	60g

从“shore power”（12V，5A SMPS）切换到“移动电源”（电池）的热插拔：电源板支持不间断电源（UPS）类型的功能。

执行器
- Dynamixel X series : http://en.robotis.com/index/product.phpate_code=10121110

四、入门教程-硬件设置

硬件图：

组件

TurtleBot3有两种不同的型：Basic和Premium。
两种型之间的巨大差异是电机，SBC（单板计算机）和传感器。
以下列表显示了其组件:

每个模型的部件数量		基本	高级
机壳	Waffle板	8	24
	35mm板支架	4	12
	45mm板支架	12	10
	板支持	12	12
	链轮	2	2
	橡胶轮胎	2	2
	球脚轮	1	2
	钢球	1	2
	螺栓套	1	1
	螺母组	1	1
	铆钉	6	10
	铆钉间隔	4	4
	梦幻L支架		2
发动机	XL430-W350-T	2
	XM430-W210-T		2
	Horn for XM430-W210-T		2
控制器	OpenCR	1	1
功率电池电缆	SMPS 12V 5A	1	1
	AC代码	1	1
	LIPO电池11.1V 1800mAh	1	1
	LIPO电池充电器	1	1
	电池转换电缆	1	1
	RaspberryPi电源（5V）电缆	1
	焦耳电源（12V）电缆		1
通讯电缆	机器人电缆-X3P 100mm	1
	机器人电缆-X3P 180mm	1	1
	机器人电缆-X3P 240mm		1
	USB2.0到microB电缆	2	2
SBC	RaspberryPi 3型 B	1
SBC	英特尔oule70x		1
传感器	激光距离传感器	1	1
传感器	英特尔ealsense200		1
记忆	MicroSD卡8G	1
工具	螺丝刀	1	1
	铆接工具	1	1
	Velcro电池	1	1
	USB2LDS	1	1
	USB3.0集线器		1

装配

每个TurtleBots在箱子里都没有组装。按照说明组装TurtleBot3。

五、入门教程-PC软件设置

说明：

介绍如何在PC上安装相关系统和软件。
测试的系统版本是Ubuntu 16.04.1， ROS版本是Kinetic Kame

安装Ubuntu

在远程PC（台式机或笔记本电脑）中安装
系统版本Ubuntu 16.04.1:
- https://www.ubuntu.com/download/desktop
- https://www.ubuntu.com/download/desktop/install-ubuntu-desktop

安装ROS版本kinetic和相关包:

详细安装过程：http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu

安装TurtleBot3及依赖包：

依赖包：

turtlebot3

如果catkin_make完成没有任何错误，使用TurtleBot3的准备将完成。

络配置

ROS需要IP地址在turtlebot和远程PC之间进行通信
分别在turtlebot和PC，执行如下命令获得对应的IP地址：

修改.bashrc

TURTLEBOT配置如下：

PC配置如下：

ROS_MASTER 运行在远程PC上。
让环境生效：

六、入门教程-SBC软件设置

简便安装：

在Raspberry Pi 3（TurtleBot3 Basic）通过镜像安装Ubuntu MATE和Turtlebot3
利用SDcard读卡器来安装TurtleBot3 Basic映像
SD卡的容量应大于8 GB，以便安装TurtleBot3 Basic映像
磁盘映像文件包含Ubuntu MATE 16.04.1和ROS kinetic kame
Raspberry Pi 3镜像下载：https://goo.gl/uOvWLh
镜像安装方法：

安装前准备

镜像系统官下载
下载Win32DiskImager软件并安装
一张Micro SD卡
一块树莓派3开发板
树莓派3电源
HDMI线
支持HDMI的显示器或电视机
一条线（可选）
键盘
鼠标
电脑，安装Windows系统

系统安装步骤

格式Miscro SD卡为FAT32格式
启动Win32DiskImager
Image File处选择Raspbian映像文件
Device处选择盘符为你读卡器的盘符
点Write，然后点一下Yes确定操作，开始系统写入
写入完成，提示成功
Micro SD卡插入树莓派，接通电源启动

树莓派3手工安装：

适用在树莓派3上安装（TurtleBot3 Basic）

（1）安装Ubuntu MATE for Raspberry Pi 3

下载Raspberry Pi 3版本的Ubuntu MATE 16.04.1。
下载地址：https://ubuntu-mate.org/download/
下载镜像：https://ubuntu-mate.org/raspberry-pi/
安装镜像：参见上文

（2）为Raspberry Pi 3安装TurboBot3依赖的ROS包

安装依赖包：

安装ROS：

或者采用官方指南：http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu
安装turtlebot依赖：

安装turtlebot

如果catkin_make完成没有任何错误，使用TurtleBot3的准备将完成。
USB设置：以下允许将USB端口用于没有root权限的OpenCR板

英特尔oule工安装：

适用在英特尔oule装（TurtleBot3 Premium）

（1）安装Ubuntu的英特尔ouleTurtleBot3 Premium型）

下载英特尔ouleUbuntu 16.04版本的映像。
- 镜像地址：https://developer.ubuntu.com/core/get-started/intel-joule#alternative-install:-ubuntu-desktop-16.04-lts
制作可启动的USB驱动器来安装Ubuntu：
- https://software.intel.com/en-us/node/705675#ubuntu
- https://software.intel.com/en-us/node/700692

（2）安装ROS和软件包

参考树莓派3的安装ROS和软件包方法

七、入门教程-OpenCR软件设置

OpenCR

OpenCR根据SBC的指令控制Dynamixels。为此，应在板中构建特定的固件。请参阅说明并配置设置。

OpenCR的ArduinoIDE设置

按照说明在远程PC上获得OpenCR Arduino开发环境

USB端口设置

使OpenCR USB端口能够在没有root权限的情况下上传Arduino IDE程序。
执行如下命令：

编译器设置

由于OpenCR库是为32位平台构建的，64位PC需要用于Arduino IDE的32位编译器相关内容：
执行如下命令：

安装Arduino IDE

OpenCR需Arduino IDE 1.16.0及之后的版本
从官方的arduino主页下载最新版本，地址：https://www.arduino.cc/en/Main/Software
将下载的文件解压缩到所需的文件夹比如用户的根目录下tools，并从终端执行安装文件。如下：

mkdir ~/tools
wget
cd ~/tools/arduino-1.16.0
./install.sh
增加路径到环境中：

运行Arduino IDE

在linux下，新终端执行：

图示：

将OpenCR板移植到Arduino IDE

（1）增加Boards Manager

运行IDE，点击File → Preferences, 复制如下内容到Additional Boards Manager URLs：

大概需要20多分钟完成。
如图：

（2）通过Boards Manager安装OpenCR软件包

点击Tools → Board → Boards Manager.
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！

turtlebot3入门教程

turtlebot3入门教程

相关推荐