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update add software docs and rebuild
2019-07-17 10:24:57 +08:00
# 定位循迹
注：仅导航套件室外版含此功能
## 功能简介
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2019-07-20 20:31:46 +08:00
定位循迹是机器人循着用户提前录好的轨迹自主行走，行走过程中机器人能够自动躲避障碍物，自动规划路线，达到目标点。
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软件上提供了可视化的操作按钮和开发接口，可在行走途中对机器人发送停止/启动的指令，用户可以根据自己的需要对机器人进行二次开发。
定位循迹使用的定位系统，能够为机器人、自动驾驶车辆、无人机等设备提供 ±2cm 的定位精度。定位系统覆盖范围与定位标签的配置方式和使用个数有关。
[>>详细了解定位系统](../marvelmind/doc.md)
## 操作步骤
1. 搭建定位系统
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2. 循迹
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### 一、搭建定位系统
定位系统中包含车载定位标签，定位标签，定位路由。
车载定位标签又称为车载移动定位标签，它安装在车上，随车移动。
定位标签又称为固定标签，可将标签固定在高处（墙上、支架）或放置在平稳无遮挡的地方，使用的个数取决于用户的需求。
定位标签包含5个超声波换能器，收发各个方向的超声信号。
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![beacon](imgs/beacon.png)
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定位路由是整个定位系统的中心控制器，系统工作时路由必须一直在线，定位路由中没有电池，必须使用供电电源为它供电，如路由没有电源，定位系统会无法工作。
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![beacon](imgs/modem.png)
[>>详细了解定位标签与路由](../marvelmind/doc.md)
#### 准备工作
1. 给定位标签充电
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打开包装，连接 micro USB 线给定位标签充电，可使用手机充电器(5V)、充电宝(5V)或者电脑 USB 接口充电。充电时定位标签上红色 LED 指示灯闪烁，充满电后停止闪烁。从低电量到充满电大概需要1-2小时。
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2. 打开定位标签开关
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两个拨码开关左侧保持远离 LED 指示灯，右侧为电源开关，拨到靠近 LED 指示灯位置为开。
![开关](imgs/switch.png)
3. 打开软件——Dashborad（[下载](http://www.autolabor.com.cn/download)）
打开 Dashboard 软件，使用 micro USB 线连接标签或路由到电脑，Dashboard 识别后将会显示配置信息。
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4. 初始化定位路由
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使用micro USB 线将定位路由与电脑连接，点击 Dashboard 右下 Default 按钮加载默认配置。
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5. 初始化定位标签
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使用micro USB 线将定位标签与电脑连接，点击 Dashboard 右下 Default 按钮加载默认配置，然后查看标签 id (Device address)并标记到标签外壳上方便使用过程中进行区分。也可对标签 id 进行修改，注意不要出现重复的 id。
建议将标签 id 从 2 开始设置，逐个递增。
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6. 初始化车载定位标签
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首先执行上一步操作初始化标签，接着配置 Hedgehog mode 设置为 enable，将配置 Interfaces 的第一个子项 UART speed 设置为115200。
![配置](imgs/settings.png)
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#### 开始搭建
以室内4个固定标签为例，快速搭建一个小范围的定位系统（需要4个固定标签+1个车载移动标签+1个路由，关闭其他用不到的标签电源开关），步骤如下：
1. 固定定位标签
按照以下规则，将已经打开电源开关的4个固定标签固定到墙壁或其他可安装位置上。
>为减少遮挡的情况，标签位置尽量高，例如1.8m 以上
>标签相对地面等高且需要测量出高度值
>标签必须两两之间可见（无遮挡、有换能器相对）
>标签尽量分散开，避免4个标签中有3个甚至全部在一条直线上
>建议任意标签之间的距离控制在20m 以内（理论最大30m）
>移动标签应在固定标签围成的区域内部运动，布置固定标签时还应考虑此因素
2. 建立地图
打开 Dashboard 连接路由，连接成功后左下角显示 modem。
如非首次使用，本次标签位置与最后一次建图时位置一致，则可跳过此步骤。
如重新建图，则需清除路由中可能已经存储的地图，点击设备列表右侧的 Erase map 按钮清除地图，然后点击 Submap 0 按钮。
3. 点击设备列表中固定标签对应编号唤醒标签，过程大概需要10s。
![wakeup](imgs/wakeup.png)
4. 点击设备列表中某个在线的标签，则右侧列表为该标签的参数设置。依次设置4个固定标签的 Height 参数为第1步布置的高度，注意单位为 m。
5. 地图会自动构建。等待地图显示中四个绿色固定信标位置基本不再变化、左上角距离表全部为白色、且 freeze map 按钮上方显示橙色 `Freeze submap!` 字样后，点击 freeze map 按钮锁定地图。如果锁定后的地图与实际情况手性相反（例如地图中从1到2到3是逆时针而实际布置的是顺时针），点击镜像按钮![map](imgs/mirror.png)翻转地图。
![map](imgs/map.png)
6. 类似第3、4步的操作唤醒车载标签并设置车载标签相对地面的高度。
7. 定位系统已经开始工作了，车载移动标签在 Dashboard 中查看运动轨迹。之后使用系统定位已经不再依赖 Dashboard 软件，只要给路由供电，数秒后即可从移动标签的串口读取到定位坐标。
注：
* 路由连接 Dashboard 可在参数列表中查看所有标签的电量（电压），标签电量过低时界面上会有红色文字提示。
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* 停止使用时路由断电即可，1min 后所有标签会自动进入睡眠状态。长时间不使用时请关闭标签电源开关。
以上即完成定位系统的搭建
### 二、循迹
#### 操作步骤
1. 车载定位标签测试
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2. 激光雷达测试
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3. 开始循迹
4. 终止循迹
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##### 车载定位标签测试
准备工作：
* 打开电源模块
* 打开 Mini 计算机（密码 autolabor ）
* 确保所有线材连接正确
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1. 确认车载定位标签的 USB 线插正确的 USB-Hub 口上
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2. 定位系统设置完毕，定位路由开始工作后，车载定位标签上面会闪着红灯，并发出“哒哒哒...”的高频声音，代表标签功能正常
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3. 进入桌面测试文件夹，点击标签测试
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4. 查看 RVIZ 中是否有蓝色的点，如有数据则表示连接正常
常见问题：
* 如果使用软件测试时没有显示蓝色数据会有哪些原因？
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* 车载定位标签的 USB 线没有插在 USB-Hub 的指定接口上
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* USB-Hub 的 USB 线没有插在 Mini 计算机的指定接口上
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* 车载定位标签的波特率设置错误，正确应为设置为115200，回到上文初始化车载定位标签步骤重新设置
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* Mini 计算机 UBS 设备规则有误
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* 如果没有显示蓝色数据，那该如何排查？
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* 打开terminal，执行以下命令内容，查看是否有"box-3"这个设备
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`ll /dev/box-3`
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* 如有该设备则检查波特率设置
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* 如没有该设备，则检查线材连接
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* USB-Hub 的指示灯是否亮
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* 如不亮则表示没有插紧
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* 如亮则检查规则文件，执行
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`vim /ect/rules.d`
##### 激光雷达测试
1. 进入桌面测试文件夹，点击雷达测试
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2. 查看 RVIZ 中是否有红色与黄色激光雷达数据，如有则激光雷达功能正常
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常见问题：
* 看不到激光雷达数据？
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* 检查激光雷达的数据线两头的连接是否插紧
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* 检查激光雷达是否插在 USB-Hub上指定的口，前侧雷达插前雷达，后侧雷达插后雷达
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* USB-Hub 数据线是否插在 Mini 计算机正确的插口上，检查电源连接线
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##### 开始循迹
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1. 录制轨迹
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* 打开桌面文件夹定位循迹，点击开始循迹
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![](imgs/location-1.png)
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程序打开RVIZ后，可以看到界面中显示了黄色的 AP1 模型代表 AP1，红色的点为前置激光雷达数据，黄色的点为后置激光雷达数据，紫色的路线为录制的轨迹。
注：即使用户从未录制轨迹，首次打开程序界面上也会显示一条轨迹，此为系统预置轨迹，用户录制轨迹后，此默认轨迹会被覆盖。
![](imgs/location-2.png)
* 使用键盘控制 AP1 遥控走一段路，如从未录制过轨迹，在走的过程中 AP1 在RVIZ 中会持续跳动，此时 AP1 是在进行地图坐标匹配，当 AP1 不再跳动时，则表示稳定， 走3-5m，边走边转动，障碍物信息不再变化（跳），如下图所示。
![](imgs/location-3.gif)
* 如已经录有历史轨迹，遥控 AP1 走一段后，会直接跳到某一位置，表示 AP1 已经在（定位系统）地图中找到自己的位置。
* 点击 RVIZ 工具栏下方的【录制轨迹】按钮，控制 AP1 在目标路径上走一圈。
![](imgs/location-4.png)
注：录制的轨迹需闭合。
* 录制完成后，点击【保存轨迹】按钮。
![](imgs/location-5.png)
2. 开始循迹
* 按键盘【0】，点击【开始任务】，循迹任务开始
![](imgs/location-6.png)
机器人在刚刚录制的路线上开始了循迹任务：
![](imgs/location-7.gif)
3. 停止循迹
如想要停止循迹，可先按键盘【9】，点击【停止任务】，循迹任务停止。
![](imgs/location-9.png)
注：
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2019-07-20 20:31:46 +08:00
* 如下次再次使用时，仍是在无需录制轨迹的同一环境中，则可跳过录制路线的步骤，测试完毕后直接执行循迹功能。
* 如重新录制路径会清除上一次已保存的地图。