智慧除草機器人 Automated robot for thinning and weeding operations

該專案執行人為高科大同步工程設計實驗室團隊。

關於Delta機械手臂

這台除草機器人的Delta手臂參考了IMWI公司的開源項目https://github.com/deltaxrobot/Delta-X-Firmware.git ，並更改了一些設計，規格如下：

Parameter	Spectifications
Working space	D = 595.81 mm, H = 209.69 mm
Power supply	12VDC
Controller Board	Arduino Mega 2560, RAMPS 1.4

更改後的程式放在另一個Repository: Ziller0831/Delta-X-Firmware

關於底盤控制

底盤設計為2 Wheel Drive - 2 Wheel Steer，即2輪驅動轉向設計，驅動馬達為13吋的BLDC輪鼓馬達，轉向馬達為57型閉迴路步進馬達，控制器使用NodeMCU-32S單晶片，通訊上使用MicroROS。

ESP32程式放在另一個Repository: Ziller0831/MicroROS_2WD-2WS

關於上位機

本機器人的上位機採用LattePanda Delta，規格如下：

• Intel® Celeron® N4100, Quad-Core 1.1-2.4GHz
• Intel® UHD Graphics 600
• Dual-Band 2.5GHz/5GHz Wi-Fi & Bluetooth 5.0
• USB3.0 x3，USB Type-C x1
• Gigabit Ethernet
• 2 x M.2 PCIe (Support B&M Key and A&E Key)
• Support Windows 10 & Linux OS
• Integrated Arduino Coprocessor ATMEL 32U4

作業系統使用Linux架構的Ubuntu22.04，並配合ROS2 humble進行資料溝通。

ROS2

目前專案使用的package如下：

src
├── customize_interface
├── delta_robot
├── gamepad_controller
├── ldlidar_stl_ros2
├── ros2.repos
├── uros
└── weeding_robot

關於Delta手臂的上位控制程式

手臂的運作架構如下：

上下位機溝通使用Pyserial進行傳輸，由上位機整合好的GCode命令通過Serial Port的形式發送至下位機。

操作

驅動機器人底盤

於command window中輸入ros2 launch weeding_robot joycontrol_launch.xml，會跑出下面畫面： 這表示ROS2正在等待Joy與ESP32的MicroROS的接通，以下一項項處理。

1. Joy： 這邊手把使用Xbox Series X控制器並使用藍牙連接，如果要用其他產品，則需要到`src/weeding_robot/launch/joycontrol_launch.xml‵中進行更改，連上方式就於Setting的Bluetooth中進行配對即可。
2. ESP32： ESP32則是需要按壓Reset按鈕即可。

若使用到一半發現Joy無法控制底盤時，則重新執行launch即可。

驅動Delta手臂

於command window中輸入ros2 launch delta_robot delta_robot_launch.xml，手臂就會從"/home/ced/Image_recognition_ws/output/keypoints_3d.csv中提取目標點座標並編排成一套流程。

該程式還未設計自動停止，因此會一直重複執行流程，若想執行一遍，則需要在手臂歸零時，終止launch檔的運作