कृषि, पुरातत्व और परिवहन जैसे विभिन्न क्षेत्रों में आवश्यक सटीकता के कारण, लेजर का उपयोग अक्सर बाधाओं से बचने, मानचित्र निर्माण, या यहां तक ​​कि स्वायत्तता जैसे उद्देश्यों के लिए किया जाता है पथ प्रदर्शन।

आइए देखें कि LiDARs कैसे काम करते हैं, और आप अपने स्थान का 2D मानचित्र बनाने के लिए उनका उपयोग कैसे कर सकते हैं।

चीजें जो आपको अपने कमरे को स्कैन करने की आवश्यकता होगी

आपके कमरे का 2डी नक्शा बनाने के लिए पूर्व-आवश्यकताएं निम्नलिखित हैं:

  • उबंटू सर्वर चलाने वाला लैपटॉप या पीसी
  • आरओएस स्थापना
  • एक लीडर

लीडर क्या है?

LiDAR, या लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग, इसे दूसरे नाम से भी पाया जा सकता है, LADAR (लेजर डिटेक्शन और रेंजिंग) एक सक्रिय रिमोट सेंसिंग तकनीक जो स्पंदित के रूप में प्रकाश का उपयोग करके दूरी को मापती है लेजर। प्रौद्योगिकी एक लक्ष्य पर एक ऑप्टिकल पल्स को चमकाने और परावर्तित रिटर्न सिग्नल की विशेषताओं को मापने के द्वारा काम करती है।

सिस्टम बीम को वापस आने में लगने वाले समय को मापता है। सामान्य तौर पर, यह एक दूरी मीटर है। ऑप्टिकल पल्स की चौड़ाई कुछ नैनोसेकंड से लेकर कई माइक्रोसेकंड तक हो सकती है, और यह विभिन्न सामग्रियों को लक्षित कर सकती है।

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सिस्टम कनेक्शन और लेजर डेटा अधिग्रहण

RPLIDAR A1, एक कम लागत वाला LiDAR सेंसर है जो इनडोर रोबोटिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, इस मामले में उपयोग किया जाएगा। इसमें 360-डिग्री स्कैन फ़ील्ड, 5.5hz/10hz घूर्णन आवृत्ति और 8 मीटर की रेंजर दूरी है। LiDAR में एक रेंज स्कैनर सिस्टम, एक मोटर सिस्टम के साथ-साथ एक संचार इंटरफ़ेस (सीरियल पोर्ट / USB) है।

सिस्टम प्रति सेकंड 2000 से अधिक बार और उच्च रिज़ॉल्यूशन दूरी आउटपुट के साथ दूरी डेटा को मापता है। नतीजतन, डेटा को संसाधित करने और कल्पना करने के लिए इसे कई उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, आप SlamTech RoboStudio टूल या ROS द्वारा प्रदत्त पैकेज का उपयोग कर सकते हैं।

आरओएस क्यों?

रोस (रोबोट ऑपरेटिंग सिस्टम) रोबोटिक्स के शौक़ीन लोगों के एक वैश्विक ओपन-सोर्स समुदाय द्वारा उपयोग किया जाने वाला सॉफ़्टवेयर है जो सभी के लिए रोबोट को बेहतर बनाने और उपलब्ध कराने के लिए समर्पित है। इसे शुरू में स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में एरिक बर्जर और कीनन वायरोबेक द्वारा विकसित किया गया था। ROS आपको सेंसर डेटा की कल्पना करने, इंटरफेस बनाने और Rviz और Gazebo सिमुलेशन इंजन जैसे टूल का उपयोग करने देता है।

आरओएस के साथ, आप अपने कोड को छोटे प्रोग्राम वाले पैकेजों में आसानी से अलग करने में सक्षम होंगे, जिन्हें नोड्स कहा जाता है। वे नोड्स उन विषयों के माध्यम से जुड़े हुए हैं जिन पर वे संदेश भेजते और प्राप्त करते हैं।

इस प्रोजेक्ट में, आप rplidar_ros का उपयोग करेंगे, एक ROS पैकेज जो विशेष रूप से LiDAR डेटा संग्रह के लिए डिज़ाइन किया गया है। हेक्टर_स्लैम पैकेज का उपयोग बाद में मानचित्र निर्माण के लिए किया जाएगा।

चरण 1: आरओएस स्थापना

बाद में उबंटू सर्वर स्थापित करना, अपना टर्मिनल खोलें और यह सुनिश्चित करने के लिए निम्न कमांड चलाएँ कि आपका डेबियन पैकेज इंडेक्स अप-टू-डेट है। अपडेट और अपग्रेड के बीच का अंतर पहले ही कवर किया जा चुका है।

सुडो उपयुक्त अपडेट करें

आरओएस स्थापित करने के लिए निम्न चरण है।

सुडो उपयुक्त इंस्टॉल रोस-नोएटिक-डेस्कटॉप-भरा हुआ

आप ROS को चलाकर परीक्षण कर सकते हैं रोसकोर, जो उचित स्थापना के प्रमाण के रूप में काम करेगा।

रोसकोर

चरण 2: अपना पहला स्कैन प्राप्त करना

सबसे पहले, स्थापित करने के लिए निम्न कमांड चलाएँ rplidar_ros पैकेट:

सुडो उपयुक्त-प्राप्त रोस-नोएटिक-रप्लाइडर-रोज़ स्थापित करें

rplidar_ros पैकेज में LiDAR स्कैनिंग डेटा प्राप्त करने और कल्पना करने के लिए आवश्यक स्क्रिप्ट और लॉन्च फ़ाइलें शामिल हैं।

एक बार जब आप अपना सॉफ़्टवेयर पूरा कर लेते हैं, तो अपने LiDAR को USB पोर्ट के माध्यम से अपने पीसी से कनेक्ट करें। LiDAR घूमना शुरू कर देगा, लेकिन यह किसी भी लेजर का उत्सर्जन नहीं करेगा जब तक कि आप निम्न कमांड नहीं चलाते जो ROS लॉन्च फ़ाइल को कॉल करता है।

रोज़लांचrplidar_rosरैपलीडार।प्रक्षेपण

इस कमांड को चलाकर आप उन परावर्तित दूरियों को देख सकते हैं जो /स्कैन नामक विषय में प्रकाशित होती हैं।

रोस्टोपिक गूंज /scan

आपको अपने टर्मिनल में असंसाधित लेजर स्कैन डेटा का प्रतिनिधित्व देखना चाहिए:

उस डेटा की कल्पना करने के लिए, एक और टर्मिनल खोलें, सुनिश्चित करें कि दूसरे चल रहे टर्मिनल को बंद न करें जो लेजर स्कैनर से डेटा पुनर्प्राप्त कर रहा है, और लॉन्च करें रविज़ो, विज़ुअलाइज़ेशन टूल.

रोसरन रविज़ रविज़

बदलाव फिक्स्ड फ्रेम प्रति लेज़र, फिर क्लिक करें जोड़ें विंडो के निचले-बाएँ कोने में बटन और चुनें लेजर स्कैन. अंत में, LaserScan विषय को सेट करें /scan, और आप अपना रीयल-टाइम LiDAR स्कैन देख पाएंगे।

यदि आपको अपना पहला स्कैन प्राप्त करने में समस्या हो रही है, तो ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि आपका डिवाइस सीरियल के माध्यम से डेटा संचार करने के लिए अधिकृत नहीं है। इसे ठीक करने के लिए, निम्न आदेश चलाएँ और फिर पिछले चरणों के साथ जारी रखें।

सुडो चामोद 777/देव/टीटीयूएसबी0

चरण 3: मैपिंग लॉन्च करें

अपने LiDAR का परीक्षण करने और यह पुष्टि करने के बाद कि यह ठीक से काम करता है, अगला कदम अपनी रुचि के क्षेत्र को स्कैन करना शुरू करना है। इसके लिए, आपको हेक्टर स्लैम नामक एक अतिरिक्त पैकेज की आवश्यकता होगी (जहां "स्लैम" का अर्थ "एक साथ स्थानीयकरण और मानचित्रण" है)।

पहले की तरह, उस पैकेज को स्थापित करने के लिए निम्न आदेश निष्पादित करें:

सुडो उपयुक्त-प्राप्त रोस-नोएटिक-हेक्टर-स्लैम स्थापित करें

स्कैन चलाने से पहले, नीचे दिखाए गए अनुसार कुछ पैरामीटर बदलें। ट्यूटोरियल के लिए खोजें। हेक्टर_स्लैम पैकेज में लॉन्च करें आरओएससीडी आज्ञा।

रोससीडी हेक्टर_स्लैम_लॉन्च

आदेश नैनो आपको अपनी फ़ाइल खोलने और उसे संपादित करने देगा।

नैनोट्यूटोरियल।प्रक्षेपण

आपका सामना हो सकता है एक लिनक्स फ़ाइल अनुमति त्रुटि जिसे इस आदेश द्वारा हल किया जा सकता है:

सुडोचामोद 777 ट्यूटोरियल।प्रक्षेपण

यहाँ निष्पादन का एक नमूना है:

अगला कदम नीचे दिखाए गए अनुसार लाइनों को बदलना है:

इस लाइन को निष्पादित करने के लिए अंतिम चरण है।

रोज़लांचहेक्टर_स्लैमट्यूटोरियल।प्रक्षेपण

सर्वोत्तम परिणामों के लिए अपने LiDAR को अपने कमरे के चारों ओर धीरे-धीरे घुमाना शुरू करें क्योंकि धीरे-धीरे चलते समय मानचित्र बनाना सबसे प्रभावी होता है। आप अपने प्रक्षेपवक्र को चालू कर सकते हैं और लेजर स्कैन सेटिंग्स के साथ प्रयोग कर सकते हैं।

आप लैपटॉप और LiDAR का उपयोग करके पूरे घर को स्कैन करने के लिए इनडोर SLAM का उपयोग कर सकते हैं जैसा कि नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है। अतिरिक्त सेंसर को एकीकृत करके और फिर दोनों स्रोतों से डेटा को मिलाकर परिणामों में सुधार किया जा सकता है।

चरण 4: अपने मानचित्र को सहेजना और संपादित करना

मानचित्र को सहेजने के लिए अपना स्कैन समाप्त करने के बाद निम्न आदेश चलाएँ:

रोस्टोपिक पब syscommand std_msgs/String "सेवजियोटिफ"

इस परिदृश्य में, इमेजमैजिक मानचित्र को पीएनजी छवि फ़ाइल में बदलने के लिए उपयोग किया जा सकता है, स्थापना और रूपांतरण को पूरा करने के लिए इन दोनों आदेशों को चलाएं।

सुडो उपयुक्त-प्राप्त इमेजमैजिक स्थापित करें
बदलनास्कैन किया हुआ नक्शा.पीजीएमMyPngMapपीएनजी

LiDAR. से अधिक उपयोग करें

LiDAR और PC का उपयोग करके, आप 2D स्कैन करने में सक्षम थे। आप गहराई कैमरा, जैसे कि किनेक्ट, और एकत्र किए गए दो प्रकार के डेटा को एकीकृत करके अपने स्कैन को बेहतर बना सकते हैं।

वही तकनीक कुछ हाई-एंड iPhone और iPad मॉडल में पाई जा सकती है, जहां LiDAR को कैमरे में एकीकृत किया गया है डिवाइस की पीठ पर मॉड्यूल, 3D मानचित्र, दूरी माप और संवर्धित वास्तविकता के विकास की अनुमति देता है अनुप्रयोग।