Робототехнический набор для изучения автономных мобильных роботов с системой технического зрения
Робототехнический набор для изучения автономных мобильных роботов с системой технического зрения создан на базе платформы TurtleBot3 Waffle Pi. Комплект позволяет изучать программирование мобильных роботов, работу с ROS, автономную навигацию, построение карт пространства и технологии компьютерного зрения. Робот оснащён 360° лазерным дальномером LiDAR, камерой Raspberry Pi, вычислительным модулем Raspberry Pi 4, контроллером OpenCR и интеллектуальными сервомоторами DYNAMIXEL. Модульная конструкция платформы позволяет изменять конфигурацию робота и создавать собственные инженерные проекты.
Specifications
- Фото продукции
- Галерея
- Состав набора
- <div> <h2 style="font-weight: bold; color: #5763B7;">Состав набора</h2> <p>Робототехнический набор для изучения автономных мобильных роботов с системой технического зрения включает полный комплект механических, электронных и программных компонентов для сборки современной мобильной роботизированной платформы TurtleBot3 Waffle Pi.</p> <p>Комплект предназначен для изучения автономной навигации, программирования робототехнических систем, компьютерного зрения, построения карт окружающего пространства и разработки интеллектуальных мобильных роботов.</p> <p>Основой набора является модульная роботизированная платформа увеличенного размера с открытой архитектурой, позволяющая изменять конструкцию, устанавливать дополнительные компоненты и создавать собственные инженерные проекты.</p> <h3>Мобильная роботизированная платформа TurtleBot3 Waffle Pi</h3> <p>Конструкция робота выполнена на базе модульной системы Waffle Plate. Перфорированные монтажные пластины позволяют изменять расположение компонентов, устанавливать дополнительные датчики и адаптировать платформу под различные образовательные задачи.</p> <p>В состав конструкции входят:</p> <ul> <li>модульные монтажные пластины Waffle Plate;</li> <li>соединительные стойки;</li> <li>крепежные элементы;</li> <li>кронштейны и монтажные адаптеры;</li> <li>элементы крепления электронных компонентов;</li> <li>комплект соединительных деталей.</li> </ul> <p>Открытая конструкция позволяет изучать внутреннее устройство мобильного робота, выполнять обслуживание компонентов и проводить модернизацию платформы.</p> <h3>Система движения</h3> <p>Передвижение робота осуществляется при помощи двухколесной дифференциальной системы с независимым управлением каждым ведущим колесом.</p> <p>В систему движения входят:</p> <ul> <li>интеллектуальные сервомоторы DYNAMIXEL XM430-W210 — 2 шт.;</li> <li>ведущие колеса;</li> <li>цепные колеса для установки шин и гусениц;</li> <li>элементы крепления приводов.</li> </ul> <p>Интеллектуальные сервомоторы DYNAMIXEL позволяют управлять скоростью, положением и направлением вращения, обеспечивая точное движение мобильной платформы.</p> <h3>360° лазерный дальномер LiDAR</h3> <p>Робот оснащен лазерным датчиком кругового сканирования пространства LDS-02, предназначенным для автономной навигации и анализа окружающей среды.</p> <p>LiDAR используется для:</p> <ul> <li>измерения расстояния до объектов;</li> <li>обнаружения препятствий;</li> <li>создания цифровой карты помещения;</li> <li>локализации положения робота;</li> <li>работы алгоритмов SLAM-навигации.</li> </ul> <p>Сканирование пространства на 360 градусов позволяет роботу ориентироваться в окружающей среде и самостоятельно планировать движение.</p> <h3>Система технического зрения</h3> <p>В состав набора входит камера Raspberry Pi Camera Module v2.1, предназначенная для получения и обработки визуальной информации.</p> <p>Камера позволяет выполнять:</p> <ul> <li>получение видеопотока;</li> <li>обработку изображений;</li> <li>обнаружение объектов;</li> <li>распознавание элементов окружающей среды;</li> <li>изучение алгоритмов компьютерного зрения.</li> </ul> <p>Использование камеры совместно с LiDAR расширяет возможности автономного поведения робота и позволяет создавать более сложные проекты.</p> <h3>Одноплатный компьютер Raspberry Pi 4</h3> <p>Для обработки данных и запуска программ используется одноплатный вычислительный компьютер Raspberry Pi 4 Model B.</p> <p>Основные возможности:</p> <ul> <li>запуск операционной системы Linux;</li> <li>работа с ROS;</li> <li>обработка данных от сенсорных модулей;</li> <li>работа с компьютерным зрением;</li> <li>создание автономных алгоритмов управления;</li> <li>подключение дополнительных устройств через интерфейсы расширения.</li> </ul> <h3>Контроллер управления OpenCR</h3> <p>Управление исполнительными механизмами и взаимодействие электронных компонентов осуществляется с помощью контроллера OpenCR.</p> <p>Основные характеристики и возможности:</p> <ul> <li>32-разрядный микроконтроллер ARM Cortex-M7;</li> <li>управление приводами DYNAMIXEL;</li> <li>обработка данных от датчиков;</li> <li>взаимодействие с одноплатным компьютером Raspberry Pi;</li> <li>поддержка интерфейсов подключения периферийных устройств;</li> <li>возможность разработки собственных алгоритмов управления.</li> </ul> <p>Контроллер обеспечивает связь между вычислительным модулем, приводами, датчиками и системой питания робота.</p> <h3>Датчики положения и движения</h3> <p>Робот оснащен сенсорными компонентами, необходимыми для определения положения, движения и ориентации платформы в пространстве.</p> <p>В состав сенсорной системы входят:</p> <ul> <li>3-осевой гироскоп;</li> <li>3-осевой акселерометр;</li> <li>3-осевой магнитометр;</li> <li>энкодеры приводов.</li> </ul> <p>Датчики позволяют контролировать перемещение робота, анализировать его положение и корректировать траекторию движения.</p> <h3>Модуль Bluetooth для дистанционного управления</h3> <p>В состав комплекта входит Bluetooth-модуль, предназначенный для беспроводного управления мобильной платформой.</p> <p>Модуль используется для:</p> <ul> <li>подключения пульта дистанционного управления;</li> <li>передачи команд на роботизированную платформу;</li> <li>настройки режимов работы;</li> <li>управления роботом без проводного подключения.</li> </ul> <h3>Аккумуляторная система питания</h3> <p>Автономная работа робота обеспечивается литий-полимерным аккумулятором Li-Po 11.1 В, 1800 мА·ч.</p> <p>Аккумуляторная система питания обеспечивает работу:</p> <ul> <li>одноплатного компьютера Raspberry Pi;</li> <li>контроллера OpenCR;</li> <li>сервомоторов DYNAMIXEL;</li> <li>лазерного дальномера LiDAR;</li> <li>камеры Raspberry Pi;</li> <li>модуля Bluetooth.</li> </ul> <h3>Программное обеспечение</h3> <p>Робот поддерживает работу с современными программными средствами разработки мобильных робототехнических систем.</p> <p>В процессе обучения используются:</p> <ul> <li>операционная система Linux;</li> <li>робототехническая среда ROS;</li> <li>программирование алгоритмов движения;</li> <li>работа с SLAM-навигацией;</li> <li>построение карты окружающего пространства;</li> <li>обработка данных с датчиков;</li> <li>разработка проектов компьютерного зрения;</li> <li>создание автономных сценариев поведения.</li> </ul> <p>Программное обеспечение позволяет изучать принципы работы современных автономных роботов и создавать собственные исследовательские проекты.</p> <h3>Основные компоненты набора</h3> <ul> <li>мобильная роботизированная платформа TurtleBot3 Waffle Pi;</li> <li>изменяемая модульная структура Waffle Plate;</li> <li>360° лазерный дальномер LDS-02 для построения карт, локализации, SLAM и навигации;</li> <li>одноплатный компьютер Raspberry Pi 4 Model B;</li> <li>контроллер OpenCR на базе 32-разрядного ARM Cortex-M7;</li> <li>камера Raspberry Pi Camera Module v2.1;</li> <li>два сервомотора DYNAMIXEL XM430-W210 для управления колесами;</li> <li>цепные колеса для шин и гусениц;</li> <li>литий-полимерный аккумулятор Li-Po 11.1 В, 1800 мА·ч;</li> <li>модуль Bluetooth для пульта дистанционного управления;</li> <li>комплект кабелей, крепежных и монтажных элементов.</li> </ul> <h3>Сравнение TurtleBot3 Waffle Pi и TurtleBot3 Burger</h3> <table border="1" cellpadding="8" cellspacing="0" style="width: 100%; border-collapse: collapse;"> <thead> <tr> <th>Параметр</th> <th>Waffle Pi</th> <th>Burger</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>Максимальная скорость поступательного движения</td> <td>0,26 м/с</td> <td>0,22 м/с</td> </tr> <tr> <td>Максимальная угловая скорость</td> <td>1,82 рад/с<br>(104,27 град/с)</td> <td>2,84 рад/с<br>(162,72 град/с)</td> </tr> <tr> <td>Максимальная полезная нагрузка</td> <td>30 кг</td> <td>15 кг</td> </tr> <tr> <td>Размер (Д х Ш х В)</td> <td>281 х 306 х 141 мм</td> <td>138 х 178 х 192 мм</td> </tr> <tr> <td>Вес в сборе</td> <td>1,8 кг</td> <td>1 кг</td> </tr> <tr> <td>Время работы</td> <td>≈ 2 ч</td> <td>≈ 2 ч 30 мин</td> </tr> <tr> <td>Время зарядки</td> <td>≈ 2 ч 30 мин</td> <td>≈ 2 ч 30 мин</td> </tr> <tr> <td>Сервомотор DYNAMIXEL</td> <td>XM430-W210</td> <td>XL430-W250</td> </tr> <tr> <td>Одноплатный компьютер</td> <td>Raspberry Pi 4 Model B</td> <td>Raspberry Pi 3</td> </tr> <tr> <td>Встроенный контроллер</td> <td>OpenCR, 32-разрядный ARM Cortex-M7</td> <td>OpenCR, 32-разрядный ARM Cortex-M7</td> </tr> <tr> <td>Датчики</td> <td>камера Raspberry Pi;<br>360° лазерный дальномер LiDAR;<br>3-осевой гироскоп;<br>3-осевой акселерометр;<br>3-осевой магнитометр</td> <td>360° лазерный дальномер LiDAR;<br>3-осевой гироскоп;<br>3-осевой акселерометр;<br>3-осевой магнитометр</td> </tr> </tbody> </table> <p>Главное отличие TurtleBot3 Waffle Pi от базовой версии TurtleBot3 Burger заключается в увеличенной модульной платформе, наличии камеры технического зрения, более высокой полезной нагрузке и расширенных возможностях для проектов, связанных с компьютерным зрением, автономной навигацией и исследовательской робототехникой.</p> </div>
- Практические работы
- <div> <h2 style="font-weight: bold; color: #5763B7;">Практические работы</h2> <p>Робототехнический набор для изучения автономных мобильных роботов с системой технического зрения позволяет проводить практические занятия по мобильной робототехнике, программированию, автономной навигации, построению карт и обработке визуальной информации.</p> <p>В процессе работы учащиеся изучают устройство современной роботизированной платформы TurtleBot3 Waffle Pi, осваивают принципы управления движением, подключение сенсорных модулей, работу с LiDAR, камерой технического зрения и программной средой ROS.</p> <h3>Изучение конструкции мобильного робота</h3> <p>Практическая работа направлена на знакомство с устройством платформы TurtleBot3 Waffle Pi и назначением её основных компонентов.</p> <ul> <li>изучение модульной конструкции Waffle Plate;</li> <li>анализ расположения электронных компонентов;</li> <li>изучение системы движения робота;</li> <li>знакомство с LiDAR, камерой, контроллером OpenCR и Raspberry Pi;</li> <li>изучение принципов взаимодействия механики, электроники и программного обеспечения.</li> </ul> <p>Работа помогает понять, как устроен автономный мобильный робот и каким образом отдельные компоненты объединяются в единую систему.</p> <h3>Сборка и настройка роботизированной платформы</h3> <p>Учащиеся выполняют подготовку робота к работе, проверяют подключение компонентов и настраивают основные узлы системы.</p> <ul> <li>сборка модульного шасси;</li> <li>установка сервомоторов DYNAMIXEL;</li> <li>монтаж контроллера OpenCR;</li> <li>подключение Raspberry Pi;</li> <li>установка LiDAR и камеры Raspberry Pi;</li> <li>подключение аккумулятора и кабелей;</li> <li>первичная проверка работоспособности системы.</li> </ul> <h3>Управление движением робота</h3> <p>Практическая работа посвящена изучению принципов управления двухколесной дифференциальной платформой.</p> <ul> <li>запуск движения робота;</li> <li>управление скоростью;</li> <li>изменение направления движения;</li> <li>выполнение поворотов;</li> <li>движение по заданной траектории;</li> <li>остановка и выполнение последовательности команд.</li> </ul> <p>Учащиеся изучают особенности управления мобильной платформой и получают практические навыки программирования движения.</p> <h3>Работа с ROS</h3> <p>Практические занятия позволяют познакомиться с робототехнической средой ROS и принципами разработки программ для автономных роботов.</p> <ul> <li>запуск ROS-узлов;</li> <li>обмен данными между компонентами робота;</li> <li>работа с топиками и сообщениями;</li> <li>получение данных от датчиков;</li> <li>управление движением через программные команды;</li> <li>создание простых автономных сценариев.</li> </ul> <h3>Работа с LiDAR и построение карты</h3> <p>С помощью лазерного дальномера учащиеся изучают методы сканирования пространства и построения карты окружающей среды.</p> <ul> <li>получение данных с 360° LiDAR;</li> <li>обнаружение препятствий;</li> <li>анализ расстояния до объектов;</li> <li>построение карты помещения;</li> <li>сохранение и использование карты для дальнейшей навигации.</li> </ul> <h3>Изучение SLAM-навигации</h3> <p>Практическая работа направлена на освоение алгоритмов одновременной локализации и построения карты.</p> <ul> <li>запуск процесса SLAM;</li> <li>создание карты окружающего пространства;</li> <li>определение положения робота на карте;</li> <li>анализ траектории движения;</li> <li>корректировка маршрута на основе данных датчиков.</li> </ul> <h3>Автономная навигация</h3> <p>На данном этапе учащиеся создают сценарии, в которых робот самостоятельно перемещается по заданному маршруту.</p> <ul> <li>задание целевых точек на карте;</li> <li>построение маршрута;</li> <li>движение между точками;</li> <li>объезд препятствий;</li> <li>автономное выполнение команд;</li> <li>анализ результатов движения.</li> </ul> <h3>Работа с камерой технического зрения</h3> <p>Наличие камеры Raspberry Pi позволяет проводить практические занятия, связанные с получением и обработкой визуальной информации.</p> <ul> <li>получение видеопотока с камеры;</li> <li>настройка параметров изображения;</li> <li>обработка кадров;</li> <li>обнаружение объектов;</li> <li>анализ визуальных данных;</li> <li>изучение основ компьютерного зрения.</li> </ul> <h3>Совмещение данных LiDAR и камеры</h3> <p>Учащиеся могут выполнять задания, в которых робот использует данные лазерного сканирования и технического зрения одновременно.</p> <ul> <li>сравнение данных от LiDAR и камеры;</li> <li>анализ препятствий и объектов;</li> <li>создание алгоритмов реакции на окружающую среду;</li> <li>повышение точности автономного движения;</li> <li>разработка интеллектуальных сценариев поведения.</li> </ul> <h3>Разработка собственных проектов</h3> <p>После освоения базовых возможностей платформы учащиеся могут создавать собственные робототехнические проекты.</p> <ul> <li>мобильный робот для автономного перемещения;</li> <li>робот для построения карты помещения;</li> <li>робот с компьютерным зрением;</li> <li>система обнаружения препятствий;</li> <li>робот для движения между заданными точками;</li> <li>исследовательская платформа на базе ROS.</li> </ul> <p>Практические работы с TurtleBot3 Waffle Pi позволяют пройти полный цикл создания автономного мобильного робота: от сборки и настройки платформы до программирования навигации, построения карты и обработки визуальной информации.</p> </div>
AI Readiness
Good foundation, but some important product data is still missing.
78%