塔克创新出品的系列入门ROS智能机器人学习开发平台，包括麦克纳姆轮机器人，四轮差速机器人，两轮差速机器人，阿克曼转向小车等平台。可实现SLAM建图导航、自动避障、雷达跟随、视觉巡线、三维建图、手机APP图传等功能，提供详细的ROS视频教程、代码讲解和开发指导PDF手册，适合ROS学习、算法验证和二次开发。
1. 机器人介绍
本产品为基于树莓派4B处理器开发的ROS教育科研机器人，机器人采用类似真实汽车的阿克曼转向机构，前轮通过舵机转向，后轮为电子差速，是最接近汽车的无人驾驶验证平台。
机器人搭载ROS(Robot OperatingSystem) 机器人操作系统，ROS是一个适用于机器人的开源操作系统。提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数实现，进程间消息传递，以及包管理。它还提供用于获取、编译、编写和跨计算机运行代码所需要的工具和函数，可帮助您快速构建机器人应用程序。从驱动程序到最新算法，再到强大的开发人员工具，ROS可以满足您下一个机器人项目的需要。
机器人系统组成框图如下所示。
2. 功能介绍
机器人具有丰富功能，功能列表如下。
| 基础功能 | ROS里程计反馈 |
| IMU数据融合，姿态解算 | |
| 多段式电量计功能，电压检测，低压保护 | |
| 支持线速度、角速度校准，IMU自动校准 | |
| 电机PID参数图像化调试 | |
| 键盘 遥控，无线手柄调速控制 | |
| 安卓APP图传，摇杆体感控制 | |
| Rviz话题消息可视化，Rqt工具集数据可视化 | |
| 建图导航 | 支持多种激光雷达建图算法 |
| Gmapping，Hector，Karto，Cartographer SLAM算法建图 | |
| 选定区域建图，机器人自动探索建图 | |
| 安卓手机APP建图 导航 | |
| 视觉处理 | 获取1080p高清图像 |
| 集成OpenCV图像处理库 | |
| 基于OpenCV的人脸检测，人体检测，边缘检测等基础例程 | |
| 基于OpenCV的视觉巡线 | |
| 二维码扫描跟踪，摄像头内参标定 | |
| Web网页图像显示 | |
| 深度相机 | VSLAM 三维彩色地图构建 |
| ORB_SLAM 视觉定位 | |
| 模拟激光雷达建图建图导航 | |
| 获取点云图像，深度图像数据 | |
| 扩展功能 | 激光雷达人体跟随 |
| 多机器人编队部署 |
2.1. SLAM建图导航
机器人采用里程计，IMU加速度陀螺仪，激光雷达等多种传感器EKF融合建图技术，可通过键盘，鼠标，手柄控制机器人建图，机器人也可自动探索建图建图。
支持主流的Gmapping，Hector，Karto，Cartographer建图算法，Cartographer算法为谷歌基于图优化技术开发，闭环修正地图，建图更精准。
机器人可实现自动导航避障功能，遇到障碍物可自动躲避并重新规划路径。机器人采用move_base经典导航框架，A star全局路径规划算法，TEB局部路径规划算法。基于AMCL自适应蒙特卡洛定位算法定位。
支持单点，多点导航功能，先进的导航技术，可应用于家用扫地机器人，送餐机器人，自动送货物流小车等产品开发。
2.2. 三维建图导航
机器人可实现基于激光雷达和深度相机视觉融合的方法RTAB-VSLAM构建三维彩色地图，机器人可以在三维地图下导航避障，支持全局重定位。
2.3. 机器视觉
机器人搭载高清相机或深度相机，并且集成OPenCV图像处理库，可实现基本的图像处理功能，提供20多个常用图像处理算法。
机器人实现了基于OpenCV摄像头巡线功能，支持自定义巡线颜色，可通过图形界面调整巡线颜色，操作方便，寻迹线可使用工业电工胶带制作。
机器人支持基于OpenCV的二维码AR标签检测，支持二维码标签动态跟踪检测，二维码姿态位置坐标获取，支持多个二维码同时识别，支持二维码标签生成功能。
2.4. 手机APP
机器人可通过手机APP控制，实现图像传输，远程遥控，建图导航等操作。APP基于基于Rosjava 设计，具有ROS控制的API接口，我们提供APP源码，用户可参考我们提供的源码开发自己的专用手机APP。
2.5. 多机编队
机器人支持多机编队群组控制，包含多个机器人通信，多个机器人运动控制，多个机器人在一个地图下导航等功能例程。
3. 规格参数
机器人规格参数如下表所示。
| 参数名称 | 内容 |
| 产品名 | 阿克曼转向 ROS机器人(树莓派 版本) |
| 产品型号 | XTARK-AKMX1系列 |
| 运动学模型 | 阿克曼转向移动运动学模型 |
| ROS版本 | Melodic版本(Ubuntu 18.04) |
| 编程语言 | ROS层C++/Python，STM32驱动板C语言 |
| ROS控制器 | 树莓派4B 2G/4G/8G版本 , 32G/64G内存卡 |
| 虚拟机系统 | Ubuntu 18.04 + ROS Melodic |
| 激光雷达 | 思岚A1-高速版/思岚A2(可选) |
| 普通相机 | 订制 1080P 120°广角 高清USB相机 |
| 深度相机 | 深度640*480 30FPS / RGB 1080P |
| 运行参数 | 线速度2m/s 最小转弯半径0.3m |
| 电机 编码器 | 直流减速电机 编码器900脉冲/圈 |
| 舵机 | 20KG全金属数字舵机(XDS-820A) |
| IMU | 加速度 陀螺仪 AHRS姿态解算 |
| OLED显示屏 | 0.96寸OLED显示屏 用户可编程界面 |
| 充电器 | 14V 1.5A充电器(3C FCC认证) |
| 电源输出口 | 2个[email protected]， 2个[email protected] |
| 底盘材料 | 底盘和扩展板均为铝合金板(表面氧化喷砂) |
| 尺寸 重量 | 280X190X190MM 2.3KG |
| 电池容量 | 12V 7000mAh(7AH) 带锂电池保护板 |
| 续航时间 | 10~24小时(不同使用状态有差异) |
机器人产品尺寸:
3.1. 树莓派处理器
ROS控制器采用树莓派4B，运行Ubuntu 18.04系统，具体型号有差异。安装有ROS机器人操作系统，ROS版本为Melodic Morenia版本，作为机器人端ROS节点控制器。
树莓派4B对比3B+升级明显，主要功能包括高性能Cortex-A72 64位四核处理器，2路micro-HDMI端口支持分辨率高达4K的双显示屏，高达4Kp60的硬件视频解码，高达4GB的RAM，双频2.4/5.0 GHz无线局域网，蓝牙5.0，千兆以太网，USB 3.0和PoE功能(通过单独的PoE HAT插件)。
树莓派4B/3B+配置对照表。
3.2. 激光雷达参数
机器人搭载思岚A1高速版，高速版为塔克创新针对思岚A1的升级雷达。
高速版雷达最大扫描频率15HZ，性能对比标准版提升3倍，综合性能媲美思岚A2，高速扫描下具有更好的建图导航效果。另外升级版雷达可手动关闭雷达，支持5.5Hz/15Hz两种扫描频率切换，具体数据对比如下。
| 版本比较 | 思岚A1 高速版 | 思岚A1 标准版 | 思岚 A2 |
| 测量半径 | 12M | 12M | 12M |
| 测量频率 | 8000次/秒 | 8000次/秒 | 8000次/秒 |
| 扫描频率 | 5.5/15HZ | 5.5HZ | 5-15HZ |
| 扫描时间 | 67ms | 180ms | 67ms |
| 零售价格 | --- | 499￥ | 1900￥ |
3.3. STM32控制器
机器人运动控制采用STM32控制器，支持USB一键下载，支持SWD调试，提供原理示意图，提供示例代码，可做STM32机器人二次开发。
STM32控制器参数表如下图所示。
| 核心控制器 | STM32F103(ARM Cortex-M3) |
| 电源特性 | 2路 [email protected](MAX) |
| 驱动电机数量 | 2路AB编码器电机 |
| 电机驱动芯片 | TB6612(平均1.2A，峰值3.2) |
| IMU传感器 | MPU6050 三轴加速度，三轴陀螺仪 |
| 舵机接口 | 4路PWM舵机接口(独立供电，带过流保护) |
| 调试接口 | USB串口(TYPE-C) SWD接口 |
| 板载资源 | LED x 2 | key x 1 | 蜂鸣器 x 1 |
| 扩展接口 | UART x2 | SPI x1 | IIC x1 | GPIO x9 |
3.4. 相机模组
机器人搭载高端RGBD深度相机，可探测三维彩色深度信息，配备高端ISP芯片，可自动根据环境光调节快门优化图像，适合机器人视觉图像处理。
规格参数如下表。
| RGB像素 | 1080P |
| 深度分辨率 | 640*480/320*240 |
| 深度最大帧率 | 30FPS |
| 视频分辨率 | 1280*720 |
| 视频最大帧率 | 30FPS |
| 麦克风 | 双数字麦克风 |
4. 产品资料
机器人配套丰富产品资料，包括说明学习手册，技术文档，视频教程等。
在此，小编悄悄告诉你，这款阿克曼小车可以选配高端大气上档次铝合金收纳箱啦！
为了让顾客可以在使用的时候可以方便携带机器人出行，塔克特地为顾客定制一款全铝合金收纳箱。具体包装携带效果见下图。需要此收纳箱可以在淘宝告诉客服哦！
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