生猛!大神用樹莓派手擼一隻機器狗,教程已在 GitHub 開源!

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轉自量子位
53 萬一只的波士頓動力機器狗,玩不起怎麼辦?
不如利用開源項目,拿樹莓派 DIY 一個,成本不到 4000 元。
這麼一站,是否是就有波士頓動力狗那種 feel 了?
先來個熱身運動,展現一下靈活的關節:
經過三軸身體姿態控制,這樣一隻樹莓派版波士頓動力狗,能夠實現兩種運動模式。
一種是小跑姿態。這種 4 相步態下,機器狗對角線上的兩腿同時移動,能達到更快的移動速度。
另外一種是步行姿態。這種結合身體運動的 8 相步態,有助於保持機器狗的平衡和穩定性。
這隻機器狗由外國小哥 Michael Romanko 打造。
是否是感到有一絲心動?
那麼不妨接着往下看,拿好這份精確到每一個細節的開源教程,擁有本身的迷你波士頓動力狗不是夢。(狗頭)

硬件成本不到 4000 元

這隻樹莓派機器狗基於開源的 ThingVerse Spot Micro 框架打造。外殼部分由噴嘴 0.6 的 3D 打印機制做。
軟件部分在運行 Ubuntu 16.04 的樹莓派 3B 計算機上實現。
因此首先,須要準備一個價值人民幣 230 元左右的樹莓派 3B 開發板。
控制部分的組件,包括價格不到 30 元,接口爲 I2C 的伺服驅動 PCA9685。
以及 12 個伺服電機 PDI-HV5523MG,單個價格約爲 70 + 元
另外,還須要配備一塊 16×2,I2C 接口的液晶顯示器。
電池方面,採用的是 2s 4000mAh 的鋰電池,直接鏈接電源伺服,價格在 160 元左右。
穩壓器用到的是 HKU5 5V/5A UBEC,爲樹莓派、液晶面板、PCA9695 控制板供電,價格摺合人民幣約爲 45 元
整個一套下來,算上 3D 打印機,成本不超過 4000 元,甚至比斯坦福的廉價開源四足機器人 Pupper 成本(600-1000 美圓)更低。
斯坦福 Pupper

精確到每一個細節的教程

Mike 組裝教程比較簡略,可是給出本身參考的一個 「微型機器狗 AI」(SpotMicroAI)社區。
SpotMicroAI 的教程可謂是 「手把手」,撰寫教程的工程師幾乎提供了組裝機器狗的每一步詳細,甚至連如何 SSH 鏈接到樹莓派的方法都有,力求每一個人都能看懂。
首先是爲樹莓派安裝操做系統,建議安裝 PINN,這是一個加強版的 NOOBS 操做系統安裝器。
安裝好之後,系統自帶 SSH 和 VNC,無需給樹莓派外接鍵鼠,可經過遠程方式對其進行調試。


 成功經過 VNC 鏈接到樹莓派
在 PINN 的衆多操做系統選項中選擇安裝 Raspbian Lite。此後將斷開 VNC 鏈接,所有用 SSH 鏈接到樹莓派。


樹莓派系統自帶 FTP,爲了方便初學者在電腦和樹莓派之間傳輸文件,建議安裝 FileZilla 軟件。
輸入樹莓派的 IP 地址、用戶名、密碼、端口 22,點擊 Quickconnect 便可連上樹莓派的文件系統。如今,您能夠根據須要從 SpotMicroAI 拖放文件。
接下來進入最關鍵的步驟,安裝機器狗控制軟件,爲了簡化安裝,做者已經寫好了腳本,安裝過程自動完成:
   
   
    
    
             
    
    
ssh pi@192.168.1.XXcurl https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-/raw/master/utilities/self_install.sh | bash
而後啓動通信總線 I2C。打開終端並運行如下命令:
   
   
    
    
             
    
    
sudo raspi-config
而後從顯示選項進行如下更改:Interfacing options → Enable I2C
再按照下圖的方式將全部硬件和樹莓派鏈接起來:
機器狗外殼的 3D 打印文件也同時附送,做者建議使用 0.6mm 的噴嘴,層高設置爲 0.3mm,能夠最大限度地加快打印速度。
完成硬件組裝後就是軟件調試部分。
先下載 JSON 的格式的默認配置文件:https : //gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-//blob/master/spotmicroai.default,將該文件放在用戶主目錄下。
打開校準工具,對 12 個伺服點擊進行校準,找到機器狗 「休息」 時電機的初始位置。
   
   
    
    
             
    
    
cd ~/spotmicroai/calibration./calibration.sh
通過校準後的機器狗,就能夠作出各類動做了。
等等,給機器狗尾部安裝的顯示屏有什麼用呢?其實它可幫咱們快速看到機器狗當前的狀態。
好比,在上面的面板裏,咱們能看到樹莓派 CPU 當前的溫度、與外部控制器的鏈接狀態、伺服控制板狀態,等等。
至此迷你機器狗就大功告成了。若是你不只想組裝它,還想學習更高階的開發教程,那麼能夠去看一下 Extra 裏的內容。

下一步計劃

如今 Mike 的迷你機器狗只能作一些簡單的動做,Mike 下一步的計劃是讓它和波士頓動力的機器狗同樣智能。Mike 將來的目標是:
一、加入激光雷達,經過 SLAM 實現房間的簡單 2D 映射。就像原版的波士頓動力機器狗同樣。
如今已經有人實現了 Mike 的第一個目標:
二、開發自動運動模塊,指導機器人圍繞感測到的 2D 環境執行簡單任務。例如在房間中導航,並避免撞到障礙物。
三、結合攝像頭或網絡攝像頭建立軟件模塊,進行基本的圖像分類。例如,感知到拳頭的閉合和張開,讓機器人對某個動做作出特定反應,實現手勢控制。

網友:整起來

本身動手 DIY 「波士頓動力狗」,這樣的實踐連樹莓派官方都點了贊。
網友們則紛紛表示:鵝妹子嚶,這真的很酷。
也有人火燒眉毛,打算本身動手作起來了。
那麼,整起來?
參考連接:
https://www.raspberrypi.org/blog/mini-raspberry-pi-boston-dynamics-inspired-robot/
https://github.com/mike4192/spotMicro#Overview
https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai


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