开源一套机器人软硬件系统
本帖最后由 mazhenyu 于 2016-4-13 18:01 编辑作者：HANDS FREE TEAM
演示视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMTUyODk4NTUzNg==.html
HANDS FREE WIKI : http://wiki.exbot.net/wiki/HandsFree
HANDS FREE GITHUB :https://github.com/HANDS-FREE (所有资料在这下载)
ExBot 社区:http://blog.exbot.net/
Hands Free是以嵌入式框架为核心，电路设计，机械设计为分之，以各种实物平台为实现的开源项目，各种实物平台都有其各自的上层框架，机器人导航，SLAM，计算机视觉等，Hands Free拥有自己上层建设和一整套调试系统，同时还尽可能支持国外其他的开源项目，ROS,MPRT，PIXHAWK等，而且这一切的组成都是以开源的形式发布。
Hands Free 3WD MINI是Hands Free Team基于Hands Free开源项目建立的一个工程，是一款轻巧型的移动机器人平台。
机身由一个三轮式底盘和一个数字舵机2自由度云台（可选）组成，大小35cm直径，20cm高度，采用亚克力或者玻璃纤维机身，总重量设计不超过2KG，额定负载（含机身）不超过5KG，完全可以承载笔记本的重量，总功率不超过15W，输入电压12V，适合于运动控制算法研究，机器人导航，SLAM，多机协同研究等，ROS入门小神器。
机械安装目前可以支持常用的激光雷达（RPLIDAR,HOKUYO），华硕的xtion，英伟达的TK1，树莓派，同时还可以支持Hands Free Team开发的2自由度的头部和多自由度机械臂，当然这些土豪性质的装备，玩家要自己另外配，也可以参考handsfree的配置方案，机械设计也是尽量解耦的，主要是方便玩家自己DIY，比如激光和主控等是有单独的转接板和底板连接的。使用STM32F4为下位机，为了方便，我们无耻的给它起了个名字叫Hands Free Control Unit,主控电路集成加速计，陀螺仪，磁力计,GPS接口(pixhawk的接口)，数字舵机控制器，3个电机控制接口，10路电调PWM，1路SBUS， 1路PPM ，3个CAN接口，大容量EEPROM，SD卡，1个USB和1个USBTTL（背面）
可以说Control Unit是飞控的配置，用来玩小车是有点土豪啊，而且我们的设计都是模块化设计，尽量解耦（或者说是为了偷懒），这种方式可以最大话利用市场上已有的东西，比如那个核心板就是淘宝上选的，这才是DIY的正解啊.......，整个机身负载能力有限，但由于个体小和功率小，平台非常便捷和鲁棒并且由于Hands Free的开源性质，玩家既可以自己修改源代码，也可以用官方发布的固件，所以不管你懂或不懂嵌入式开发你都可以很轻易的上手这个平台，同时你还可以使用Hands Free开发的ROS demo，以及使用TK1跑ROS的方案，你也可以利用底层通信协议HF_Link搭载自己的机器人控制方案，HF_Link是我们自己造的一个小巧型可移植的移动机器人抽象层通信协议，比起mavlink，我们这是秒懂的协议ˇˍˇ，具体请看HF_Link的说明文档
软件库介绍：
1.Hands_Free_PCB
所有PCB的源文件和使用手册，pcblib和pcb标准的规则都在这里，如果你对板子的存在疑问，就看里面的使用手册
2.Hands_Free_Robot
关于handsfree的各种机器人实体的资料都在这个目录下，目前有三款平台，3WD,2WD,和人形，我们现在主要是教大家玩这个3WD全向轮的平台，2WD差速的也差不多一样
文件包括：机器人的全部机械模型资料以及机械的说明和标准，以及机器人的使用手册。
Handsfree主要是完善底层库，和基于底层库搭建更多好玩的平台。所以后面还可能有其他的平台，，也欢迎玩家使用handsfree搭建平台，在这里分享你的设计。
3.Hands_Free_ROS
这个文件夹全是hands free移动平台在ROS下的实现代码，里面有基于hflink的串口，udp底层驱动，机器人的urdf模型，在3wd在gazebo和vrep里的仿真案例，以及3wd在真实世界的导航和SLAM的代码，使用xtion的一些ros 案例等等，，Hands free像turtlebot一样封装了robot hardware，增加了ros controller，所以不管是仿真还是切换平台，甚至切换控制方式都是很方便的，具体会在ROS篇介绍。关于ROS的玩法，推荐国内一个很不错的博客exbothttp://blog.exbot.net/
这是一个看起来很懒散的组织（我们也很懒散）
重点介绍：Hands_Free_Embedded
Hands_Free_Embedded是目前handsfree的核心，里面都是各种驱动包和算法库和RTOS，也就是以下内容ps：3wd目前有操作系统版和裸奔版的固件，使用的是UCOSIII系统
由于机器人可能使用到的设备各种多，可能用到的伺服设备，数模舵机，直流三相电机，各种传感器，加速计，陀螺仪，磁力计，超声，GPS，可能还需要一些交类互的LCD，触摸屏，甚至移植个GUI，各种可能用到的存储设备，flash， EEPROM，SD卡驱动，然后可能还要个操作系统来管理整个代码吧....反正只要你还能思考，就可以无止境的多所以开源的真正重点是在这里，希望通过handsfree，能建立一个取之不尽的驱动库和算法库，而这一点，在国内是很少有的，基本上在各大论坛也只能零散的找到一些别人用过的代码。
系统展示：
SLAM and Navigation
CV DEMO
simulation in gazebo
最后：
HANDS FREE核心拓扑
HANDS FREE是一个机器人开源项目 :以嵌入式软件框架为核心，硬件电路设计，机械平台和为分之的开源项目，是优秀代码的总结，是大家一起学习的平台
HANDS FREE是个驱动库:封装大量传感器，存储器，输入输出设备的驱动包，并且采用硬件和驱动包隔离的方式，开发者可以轻易的跨平台移植
HANDS FREE是个多模板库:HANDS FREE具有已经移植好的操作系统层功能，实时操作系统（RTOS），图形库（GUI），网络协议（LWIP），蓝牙协议，USB协议 ，交互支持（SHELL），使用者可以根据自己的需求，选择合适的模板进行开发，省去了移植过程的繁琐操作
HANDS FREE是个功能包库:会提供一些高大上的package供你选择，比如USB固件升级，无线调试接口和上位机，还有PID控制包，机器人运动坐标变换包，卡尔曼滤波包，矩阵运算包，四轴控制包等算法类的包，还有移植好的通用性计算机系统的一些包，比如linux系统的音频软件解码的包，HANDS FREE的功能会随着它的成长而越来越丰富
HANDS FREE是一种学习方式 :通过HANDS FREE里面的demo工程和使用手册，学习者可以很轻松的学会它的使用方法 , HANDS FREE既有模板工程，还有针对于某个设备的测试工程，同时还有应用级别的工程，比如一个四轴飞行的代码则属于应用级别工程，应用级别工程都是基于HANDS FREE开发的一个完整系统，学习者可以通过HANDS FREE去学习别人总结的代码。
总结：HANDS FREE是一个开源的软硬件库，面向的是复杂机器人系统，除了底层平台，还交叉着SLAM,计算机视觉，深度学习，各种国内外开源工具（ros,pixhawk），构建机器人仿真平台（gazebo ，vrep）等，主要目的是提供尽量完整机器人开源系统。
PS : HANDS FREE 是一个线上交流合作社区，主要由西北工业大学和exbot ROS网站成员和各种网络大神组成，也欢迎看到这篇博客的并且有兴趣的人加入，为国内机器人事业做点小小贡献，祝所有机器人爱好者有一个顺畅的机器人探索之旅（显然不可能滴！！！）。
为楼主的分享精神点个赞。 不错，楼主的精神可佳 智能车。 支持楼主哈哈哈 智能车现在都普及了 为楼主的分享精神点个赞。 这个可以的，收下了！谢谢分享！ 感谢分享! 为楼主的开源精神点赞！ 这个得慢慢看 不明觉厉 学习学习。。。感谢楼主分享的资料！ 不错的资料，谢谢楼主分享！ 为楼主的分享精神点赞。 学生时代的玩物，毕业了，生活压力不敢碰 谢谢分享 这个现在是很热门的,不过能坚持的人不多 收藏，学习，谢谢 点赞一下，看起来只适合老手。需要学习很多知识点 这个不错，不过做出实用的东西，还需要很大的功夫吧 很好很强大呀.....楼主威武 感谢楼主分享 无实用价值，玩具 太强大了，赞！ 不错，挺好的 不错啊，支持楼主，我想造个瓦力形状的 这个要顶，不错，非常给力啊~ 支持下，慢慢看 技术需要积累，楼主能力不错 对楼主用的SLAM很感兴趣 楼主仿真的软件叫什么呢 支持楼主哈哈哈 支持开源硬件 谢谢分享 值得点赞 好多玩具啊 不错啊，先收藏啊 谢谢分享，学习学习，顶！！！ 支持一下 收藏，学习 点歌大赞 又了解到一些新的名词，感谢楼主 开阔眼界了。谢谢楼主。 挺不错的，很有发展前景。 不错，支持！！！ 感谢分享！ 没搞清楚，ROS不是一个机器人操作系统吗？它好像是基于linux的吧，是怎么在stm32上运行的？ 做的似乎还是挺不错的 为楼主的分享精神点赞。 请问激光雷达用的什么型号？看上去不是很贵的样子 内容丰富 支持，内容丰富 pxclihai 发表于 2016-4-13 22:22
楼主仿真的软件叫什么呢
叫gazebo，， flyleaf 发表于 2016-4-14 11:12
没搞清楚，ROS不是一个机器人操作系统吗？它好像是基于linux的吧，是怎么在stm32上运行的？ ...
stm32只负责机器人的底层，上层ROS运行在TK1上的 Chuda 发表于 2016-4-14 12:12
请问激光雷达用的什么型号？看上去不是很贵的样子
小的那个黑的是rpliar 2400一个大的那个是HOKUYO UTM-30LX大概30000一个，， mazhenyu 发表于 2016-4-14 12:28
小的那个黑的是rpliar 2400一个大的那个是HOKUYO UTM-30LX大概30000一个，，
RPLIDAR有了解过，靠机械转动，会不会转个一年半载就挂掉了 支持一下，我现在也在研究SLAM，话说都没有一个很好的平台用于实验。 点个赞，支持分享 好东西，多谢楼主分享 看到github上有硬件的资料，不知道会不会出一些套件呢，自己做太麻烦，也不合算，不过即使是rplidar的激光雷达，价格也不便宜 wangyeqing333 发表于 2016-4-14 17:25
看到github上有硬件的资料，不知道会不会出一些套件呢，自己做太麻烦，也不合算，不过即使是rplidar的激光 ...
恩恩，，可能会出吧，资料里面有交流群 为楼主的分享精神点赞 貌似在 tk1的群里看到了你 不错，学习一下，有机会做个 开源点赞！ 真的是大开眼界哦 这个东西好 多谢分享~~ 看着好熟悉，以前做过类似的，后来。。。后来就转行了。 richards 发表于 2016-4-14 19:44
貌似在 tk1的群里看到了你
是啊，我们参加了TK1的比赛 多谢分享 支持中国开源事业，不错 支持楼主共享资料，长见识了。 不明觉厉，赞！{:smile:} 不错，这个要赞！ 回想10年前，公司给一鞋厂做的送料车，还是地下铺铁片，两个接近开关辅助来控制 赞赞赞赞赞赞赞 这个必须赞 哇，SLAM 和视觉这两个正在学习中，感谢分享，好好学习一下 感谢分享，挺有趣的一个系统 mark一个吧 支持！{:smile:} 支持楼主。 {:smile:}{:smile:}{:smile:}{:smile:}{:smile:}{:smile:}{:smile:}{:smile:} 感谢共享，支持楼主的开源精神，致敬！！！ 必须感谢楼主。。。。 好东西，感谢分享 谢谢楼主分享.,好有分量的资料啊{:lol:} mark一下 谢谢分享 楼主威武！必须点赞！！！ 很不错的样子
高大上的东西不错，支持楼主!!! 这个好厉害啊 先收藏，有空详细看看。 楼主厉害，支持一下 支持楼主 这个方案是楼主自己做的么？ 学习一下，啥时候自己也整一台玩 顶一个，把机器视觉也顶起来。
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