ROS机器人Diego 1#制作（一）BOM清单

最新推荐文章于 2025-10-16 17:42:35 发布
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#ROS #机器人 #开源 #arduino #树莓派

本文介绍了一款名为Diego1#的ROS机器人制作过程，使用树莓派3B+作为上位机安装ROS系统，Arduino UNO作为下位机控制底盘等硬件。文章还讨论了不同底盘对机器人稳定性的影响及相应的调整方法。

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开源ROS机器人操作系统是机器人开发的利器，集成了大量先进的算法，而且还开源，国内也有很多人在研究，也有些原型，但网上文章多是翻译官方的英文教程，在这里我们一步一步的制作一个ROS机器人，探讨机器人制作的步骤，而且我们尽量用开源的硬件Arduino，树莓派，配件都可以在网上买到，或者用自己的一些旧的器件，机器人命名为Diego1#：
先上张Diego1#的图：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UJN0obT0-1588137107994)(https://img-blog.youkuaiyun.com/20161231231653986?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbXdsd2xt/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast)]
这里用了两种不同的底盘，除了底盘，其他都一样，之所以会有两种底盘，是在做第一张图所示的机器人的时候，发现底盘太小，稳定性比较差，上面加的组件越多，越是容易摔倒，索性换一个大的底盘，由于底盘的不同，需要修改Base Controller部分的参数，后面会详细讲到。

BOM清单

序号物料名称说明
1树莓派3 B+作为上位机，安装ROS机器人操作系统
2Arduino UNO作为下位机，实现对底盘等硬件设备的控制
3底盘可以自己到淘宝上选，注意一定要带码盘测速的，因为ROS要精确控制
4电源模块为树莓派3提供5V2.5A的电源
5电源9V~12V 18650充电电池
6Arduino 电机驱动板，Arduino电机驱动板L298P占有IO少
7机械臂6自由度机械臂
8其他线材，六角铜柱、螺丝等

ROS控制模型，对应的主板

这里写图片描述

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如何低成本快速搭建ROS机器人平台？（硬件部分-方案一） 方案一：两轮差速小车 一、成品预览： 完成后的大致样子如下：不唯一（根据每个人的具体选材而定） 二、材料清单 需要制作或者购买以下材料：硬件小白建议时间紧急建议直接购买 平衡小套件包含： 买整体小车套件的好处：器件验证没问题、一次性购买方便、线材完备 三、全新器件淘宝连接： 对比之后给大家推荐的：这个平衡小车套件的店性价比较高 平衡小车套件：淘宝链接 主控板细节： 树莓派：淘宝链接 万向轮：淘宝链接 亚克力板：淘宝链接 螺丝配件：淘宝
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六自由度机械臂的驱动
穿着帆布鞋也能走猫步
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先做静态控制，所以小车底盘啊，轮子啥的先不要。1 BOM清单1.友善之臂 Nanopi2作为上位机，安装ROS机器人操作系统2.msp430作为下位机，实现对舵机等硬件设备的控制具体控制方案见下文 3.电源(5v)为下位机供电，因为5v-3.3v的电源模块并不能驱动起来4.舵机驱动板16路模块 PWM/ 舵机驱动板5.机械臂六自由度机械臂2 软件平台msp430 LaunchPad 的Ardu
制作一个网站 可以控制两个ROS 机器人
03-15
<think>好的，用户想创建一个可以控制两个ROS机器人的网站，使用Web技术进行远程控制。首先，我需要回顾一下ROS和Web通信的相关知识。根据引用[3]，robot web tools提供了rosbridge，它通过WebSocket将ROS的topic和service封装成JSON消息，这样Web客户端可以通过JavaScript库如roslibjs与ROS通信。 首先，用户需要为每个机器人搭建独立的ROS环境。可能需要使用不同的命名空间或者机器名来区分两个机器人，避免topic或service冲突。例如，为每个机器人分配唯一的命名空间，如robot1和robot2，这样它们的topic会变成/robot1/cmd_vel和/robot2/cmd_vel。 接下来是Web服务器的部分。用户需要建立一个能够处理WebSocket连接的服务器，这里可能需要用到Node.js或者类似的框架。引用[3]提到diego server的原理，可能需要参考类似的架构。服务器需要同时连接两个ROS机器人的rosbridge，并处理来自Web客户端的请求，将指令转发到对应的机器人。 然后是前端设计。使用roslibjs创建两个ROS连接实例，分别连接到两个rosbridge的WebSocket端口。每个实例负责一个机器人的控制。此外，可能需要使用ros2djs或ros3djs来显示机器人的状态，比如地图或传感器数据。前端界面需要有两个独立的控制面板，或者通过切换的方式选择当前控制的机器人。 安全性方面，需要考虑用户认证和授权，确保只有合法用户可以发送控制指令。同时，网络通信需要加密，使用wss://代替ws://，防止中间人攻击。引用[3]提到突破局域网限制，可能需要配置Nginx反向代理或者使用内网穿透工具，使外部网络可以访问到本地的rosbridge服务。 测试和调试也是关键步骤。需要确保两个机器人的指令不会互相干扰，特别是在并发控制时。可能需要使用ROS的多机通信配置，设置正确的ROS_MASTER_URI和ROS_HOSTNAME，确保每个机器人节点能够正确通信。 另外，用户可能希望同时监控两个机器人的状态，这需要在前端同时订阅它们的传感器topic，并实时更新界面。例如，使用roslibjs的订阅功能，分别处理每个机器人的数据。 最后，文档和示例代码的提供会帮助用户更好地理解和实现。引用[1]中的Hadabot项目可能有一些基于Web的ROS2控制实例，可以参考其实现方式。同时，引用[2]的ROS学习教程可以作为补充资源，帮助用户解决ROS环境配置中的问题。 总结下来，步骤大致是：配置ROS环境、搭建Web服务器与rosbridge连接、设计前端控制界面、处理多机器人通信、确保安全措施，最后进行测试和优化。需要特别注意命名空间和通信隔离，避免指令错乱。</think>### 分步解决方案：用Web技术控制两个ROS机器人 #### 1. **搭建ROS机器人通信环境** - **为每个机器人分配独立命名空间** 在ROS中，通过命名空间隔离两个机器人的topic和service。例如： ```bash # 启动第一个机器人节点时添加命名空间 ROS_NAMESPACE=robot1 rosrun package node # 第二个机器人 ROS_NAMESPACE=robot2 rosrun package node ``` 此时机器人的控制topic会变为 `/robot1/cmd_vel` 和 `/robot2/cmd_vel`[^3]。 - **配置多机通信（可选）** 若机器人部署在不同设备上，需设置ROS多机通信： - 在每台机器上配置`ROS_MASTER_URI`指向主控机的ROS Master。 - 设置`ROS_HOSTNAME`为各机器的IP地址。 #### 2. **部署rosbridge服务器** - **安装rosbridge套件** ```bash sudo apt-get install ros-<distro>-rosbridge-server # 如ROS Noetic ``` - **启动rosbridge并开放两个WebSocket端口** 修改启动参数以支持多端口： ```bash roslaunch rosbridge_server rosbridge_websocket.launch port:=9090 # 第二个端口（需自定义launch文件或启动第二个实例） roslaunch rosbridge_server rosbridge_websocket.launch port:=9091 ``` 每个机器人通过独立端口连接[^3]。 #### 3. **构建Web服务器与前端** - **后端框架选择** 使用Node.js + Express搭建服务器，处理用户认证和指令分发： ```javascript const express = require(&#39;express&#39;); const WebSocket = require(&#39;ws&#39;); // 连接两个rosbridge实例 const wsRobot1 = new WebSocket(&#39;ws://robot1-ip:9090&#39;); const wsRobot2 = new WebSocket(&#39;ws://robot2-ip:9091&#39;); ``` - **前端集成roslibjs** 在HTML中为每个机器人创建独立的`Ros`对象： ```html <script src="https://static.robotwebtools.org/roslibjs/current/roslib.min.js"></script> <script> // 连接第一个机器人 const ros1 = new ROSLIB.Ros({ url: &#39;ws://your-server:9090&#39; }); // 连接第二个机器人 const ros2 = new ROSLIB.Ros({ url: &#39;ws://your-server:9091&#39; }); // 发布控制指令示例 const cmdVel1 = new ROSLIB.Topic({ ros: ros1, name: &#39;/robot1/cmd_vel&#39;, messageType: &#39;geometry_msgs/Twist&#39; }); </script> ``` #### 4. **实现双机器人控制逻辑** - **独立控制面板设计** 使用HTML/CSS创建两个控制区域，通过JavaScript绑定事件： ```javascript // 机器人1前进按钮 document.getElementById(&#39;robot1-forward&#39;).addEventListener(&#39;click&#39;, () => { const twist = new ROSLIB.Message({ linear: { x: 0.5, y: 0, z: 0 }, angular: { x: 0, y: 0, z: 0 } }); cmdVel1.publish(twist); }); ``` - **状态同步与监控** 订阅两个机器人的传感器topic并显示： ```javascript // 订阅机器人1的里程计 const odom1 = new ROSLIB.Topic({ ros: ros1, name: &#39;/robot1/odom&#39;, messageType: &#39;nav_msgs/Odometry&#39; }); odom1.subscribe((msg) => { updateRobotPosition(&#39;robot1&#39;, msg.pose.pose); }); ``` #### 5. **安全性与网络配置** - **启用HTTPS/WSS** 使用Nginx配置SSL反向代理： ```nginx server { listen 443 ssl; server_name your-domain.com; ssl_certificate /path/to/cert.pem; ssl_certificate_key /path/to/key.pem; location /robot1-websocket { proxy_pass http://localhost:9090; proxy_http_version 1.1; proxy_set_header Upgrade $http_upgrade; proxy_set_header Connection "upgrade"; } } ``` - **用户权限控制** 实现基于JWT的API鉴权： ```javascript // 后端中间件示例 app.post(&#39;/control&#39;, verifyToken, (req, res) => { if (req.user.role === &#39;admin&#39;) { forwardCommandToRobot(req.body); } }); ``` #### 6. **测试与调试** - **使用rosbag记录数据** 同时记录两个机器人的topic以验证指令隔离性： ```bash rosbag record -O dual_robot.bag /robot1/cmd_vel /robot2/cmd_vel ``` - **可视化工具集成** 在Web界面嵌入ROS3DJS显示机器人模型： ```javascript const viewer = new ROS3D.Viewer({ divID: &#39;robot1-viewer&#39;, width: 400, height: 300, ros: ros1 // 使用对应ROS连接 }); ``` --- ### 关键代码示例 **后端指令转发逻辑（Node.js）**： ```javascript app.post(&#39;/api/control&#39;, (req, res) => { const { robotId, command } = req.body; const targetWS = (robotId === 1) ? wsRobot1 : wsRobot2; targetWS.send(JSON.stringify({ op: &#39;publish&#39;, topic: `/${robotId}/cmd_vel`, msg: { linear: { x: command.speed } } })); res.status(200).send(&#39;Command sent&#39;); }); ``` **前端切换机器人控制（JavaScript）**： ```javascript let activeRobot = 1; // 当前控制的机器人ID function switchRobot(newId) { activeRobot = newId; document.querySelectorAll(&#39;.control-panel&#39;).forEach(panel => { panel.style.display = panel.id === `robot-${newId}-panel` ? &#39;block&#39; : &#39;none&#39;; }); } ``` --- ### 注意事项 1. **带宽优化**：当同时传输多机器人传感器数据时，建议压缩数据或降低更新频率。 2. **故障隔离**：为每个rosbridge连接实现心跳检测，自动重连断开的一个机器人而不影响另一个。 3. **ROS版本兼容**：确认使用的roslibjs版本支持ROS1（Melodic/Noetic）或ROS2（根据机器人系统选择）[^1]。 ---
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