我為我的自制機(jī)器人 Big Rob（同樣由樹(shù)莓派驅(qū)動(dòng)）配備了基于樹(shù)莓派的精準(zhǔn) GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)。

本項(xiàng)目所用組件

硬件組件

NV08C-CSM x 1

NV08C-CSM 是一款集成式衛(wèi)星導(dǎo)航接收器

樹(shù)莓派 Sense HATx 1

導(dǎo)航需要用到 Sense HAT 擴(kuò)展板。

樹(shù)莓派 3 Model Bx 1

此項(xiàng)目中，我使用了三個(gè)樹(shù)莓派模塊。

項(xiàng)目背景

項(xiàng)目介紹

我為樹(shù)莓派機(jī)器人項(xiàng)目搭建了一套差分 GPS 系統(tǒng)，并采用 RTK 庫(kù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航。該系統(tǒng)需要配備一個(gè)基站和一個(gè)移動(dòng)單元，其中移動(dòng)單元被集成到了我自制的機(jī)器人 Big Rob 中。我的博客詳細(xì)介紹了包含移動(dòng)單元、基站、兩個(gè)樹(shù)莓派以及 RTK 庫(kù)的這套系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。

RTK 解決方案

下圖展示了我的 RTK 解決方案的理論架構(gòu)。

圖中左側(cè)是搭載移動(dòng)單元的機(jī)器人汽車(chē)，右側(cè)是基站。機(jī)器人和基站通過(guò)通信來(lái)計(jì)算各自精準(zhǔn)的位置。我所購(gòu)買(mǎi)的 GPS 天線能夠同時(shí)接收美國(guó) GPS 信號(hào)和俄羅斯 GLONASS 信號(hào)作為原始數(shù)據(jù)流。

基站

我將基站安裝到了一個(gè)防水且價(jià)格低廉的午餐盒中，這個(gè)午餐盒能輕松容納樹(shù)莓派、移動(dòng)電源和 GPS 接收器。該午餐盒價(jià)格實(shí)惠且易于加工。由于整套系統(tǒng)是為戶(hù)外操作設(shè)計(jì)的，所以盒子必須具備防水功能。

下圖展示了一臺(tái)樹(shù)莓派，其頂部安裝了一個(gè) GPS 接收器模塊。根據(jù) RTK 庫(kù)的配置，這臺(tái)樹(shù)莓派既可以作為基站，也可以作為移動(dòng)單元。該 GPS 接收器是我從一位奧地利開(kāi)發(fā)者那里購(gòu)得的 RasPiGNSS Aldebaran 模塊。

系統(tǒng)搭建

我的博客詳細(xì)介紹了這套系統(tǒng)的搭建方式，同時(shí)我也發(fā)布了關(guān)于 RTK 庫(kù)配置的詳細(xì)說(shuō)明。雖然搭建過(guò)程有些復(fù)雜，但我認(rèn)為按照我的指南，再結(jié)合一些 Linux 操作經(jīng)驗(yàn)，是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

我撰寫(xiě)了七篇文章，介紹如何搭建用于精準(zhǔn) GNSS 定位的差分 GPS 解決方案。該方案使用兩個(gè)樹(shù)莓派，它們通過(guò) WIFI 或 XBee 模塊進(jìn)行通信。

入門(mén)文章鏈接如下，它將為您介紹基礎(chǔ)知識(shí)：《使用樹(shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——入門(mén)篇》。

下一篇文章將介紹系統(tǒng)的理論架構(gòu)：《使用樹(shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——理論架構(gòu)篇》。

對(duì)于這套系統(tǒng)而言，天線至關(guān)重要。配置良好的天線能讓您快速獲得精準(zhǔn)的 GPS 定位?！妒褂脴?shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——GPS 天線配置篇》將為您介紹相關(guān)內(nèi)容。

在完成所有硬件相關(guān)描述后，接下來(lái)的文章將介紹如何安裝所需的所有軟件。我使用的是常規(guī)的 Raspbian 鏡像，并安裝了所有附加軟件包。

《使用樹(shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——軟件安裝篇》將為您介紹相關(guān)內(nèi)容。

軟件安裝后的步驟

安裝 RTK 庫(kù)等軟件后，您需要配置基站。接下來(lái)的章節(jié)將為您介紹具體操作：《使用樹(shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——RTKLIB 基站配置篇》。

要獲得精準(zhǔn)的 NMEA GPS 坐標(biāo)流，您還需要在機(jī)器人中設(shè)置移動(dòng)單元。接下來(lái)的文章將介紹如何設(shè)置移動(dòng)單元并將其與基站連接：《使用樹(shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——RTKLIB 移動(dòng)單元配置篇》。

WIFI 信號(hào)適用于短距離傳輸，因此我購(gòu)買(mǎi)了 XBee pro 模塊來(lái)連接基站和機(jī)器人。接下來(lái)的指南將為您介紹如何通過(guò) XBee 模塊將 GPS 數(shù)據(jù)從基站傳輸?shù)綑C(jī)器人：《使用樹(shù)莓派和 RTKLIB 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn) GPS GNSS 定位——XBee 串行數(shù)據(jù)傳輸篇》。

當(dāng)前進(jìn)展

目前，我正在開(kāi)發(fā)我的機(jī)器人 Big Rob。Big Rob 是一款由樹(shù)莓派驅(qū)動(dòng)的戶(hù)外機(jī)器人，它本身作為移動(dòng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精準(zhǔn)的導(dǎo)航。

目前，我還未確定該機(jī)器人的具體用途。但有了這套精準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，我可以將其打造成安防機(jī)器人、割草機(jī)，或者只是一個(gè)用來(lái)嚇唬鄰居的機(jī)器人。

原文地址：

https://www.hackster.io/ingmar-stapel/raspberry-pi-powered-roboter-with-differential-gps-4ee269