mBot(轮式自主移动机器人)

阿加犀智能科技RoboHub开源项目ROS 2QCS6490SLAMPID

开发环境

AidLux(内置 Ubuntu Desktop);ROS 2 Humble

产品参数 · 内容说明

基于 QCS6490 与 ROS 2 的两轮差速移动机器人平台,实现 SLAM 建图与自主导航。适用于机器人教学与自主导航算法验证。

产品参数 · 基本信息

项目内容
产品名称mBot(轮式自主移动机器人)
产品定位ROS2 学习与自主导航算法验证的移动机器人平台(开箱即用)
开发团队APLUX 阿加犀(GitHub:APLUX-Official)
分类Robots / Robotics(Arduino 分类)
开源协议Apache-2.0(详见《开源协议与链接.md》)
项目案例页https://projecthub.arduino.cc/aplux/wheeled-autonomous-mobile-robot-389aba

产品参数 · 核心规格

类别参数
整机尺寸直径 30cm × 高 25cm,重量约 2.5kg
驱动方式两轮差速驱动 + 万向从动轮(轮距 0.3m、轮半径 0.05m)
计算平台Qualcomm Dragonwing™ QCS6490(8 核处理器、8GB 内存)
操作系统AidLux(内置 Ubuntu Desktop)
软件框架ROS 2 Humble
传感器LDS-E110-R 单线激光雷达(230400)、JY61P 陀螺仪(115200)、编码器电机(360 PPR、减速比 30)
电源12V 锂电池(续航约 2 小时)
运动能力直行、原地旋转(坦克转弯)与任意半径转弯;指令速度限幅约 1.7m/s

产品参数 · 核心工作流程

  • 底盘控制与里程计:订阅 /cmd_vel 速度指令,经差速运动学解算为左右轮目标转速下发至电机驱动板(PID 闭环),编码器脉冲回传生成轮式里程计
  • 激光里程计(PLICP):以轮式里程计速度做预测、CSM 点到线 ICP 做修正,输出融合里程计
  • 多传感器融合(EKF):robot_localization 融合轮式里程计与 IMU,输出平滑位姿
  • SLAM 建图:slam_toolbox 在线建图(支持闭环检测),可保存为 pgm / yaml 地图
  • 定位与导航:AMCL 自适应蒙特卡洛定位 + Navigation2 全局 / 局部路径规划与行为树恢复,自主导航至目标点

产品参数 · 关键配置参数

参数取值说明
轮距 wheel_base0.3 m差速运动学参数
轮半径 wheel_radius0.05 m轮速与线速度换算
编码器 CPR / 减速比360 / 30脉冲与行程换算
电机控制周期10 ms目标脉冲换算周期
驱动板 PID 默认值Kp 1.5 / Ki 0.8 / Kd 0.2增量式 PID,可在线调整
看门狗超时0.5 s无指令自动停车
PLICP 关键帧阈值0.1 m / 5° / 10 帧关键帧更新条件
EKF 融合频率30 Hzrobot_localization

产品参数 · 界面与功能

  • RViz2 可视化:建图 / 导航数据实时显示(地图、代价地图、路径、粒子云)
  • 键盘遥控:teleop_twist_keyboard 远程控制建图与调试
  • 调试脚本:温度监控(check_temp.py / dynamic_check_temp.py)、编码器数据读取(read_encoders_once.py)、串口设备查找(find_serial.py)、续航测试(send_cmd_time_test.py)
  • 地图工具:地图保存(map_saver_cli)、pbstream → pgm / yaml 转换

产品参数 · 快速上手

首次使用:通过 Type-C 连接设备完成网络配置,获取 IP 后经 Web 端登录 AidLux 系统。

# 1. 启动底盘控制、雷达与 PLICP 雷达里程计
ros2 launch evobase_bringup combined.launch.py

# 2. 启动 SLAM 建图与键盘遥控(另开终端)
ros2 launch slam_toolbox online_async_launch.py
ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard

# 3. 保存地图
ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f ~/my_map

# 4. 启动 Navigation2 导航
ros2 launch evobase_navigation2 navigation2.launch.py map:=/home/aidlux/my_map.yaml

产品参数 · 常见问题(摘要)

  • 串口设备名不固定:安装 udev 规则固定设备名
  • 电机不转或抖动:检查电源、调整 PID 参数
  • PLICP 匹配失败:检查激光雷达数据、调整匹配参数
  • 导航时撞墙:增大膨胀半径、重新建图
  • AMCL 定位失败:正确设置初始位姿

产品参数 · 说明

本页参数依据官方教程文档与 Arduino Project Hub 项目页整理,如有更新以官方发布为准。

BOM清单 · 内容说明

基于 QCS6490 与 ROS 2 的两轮差速自主移动机器人(SLAM 建图 / 自主导航)可采购硬件 / 配件清单。 > 整理依据:官方 GitHub 仓库(APLUX-Official/mbot)与 Arduino Project Hub 项目页器件清单(含官方购买链接)。

BOM清单 · 一、可购买硬件 / 配件

序号物料名称型号 / 规格数量用途购买链接
1主控开发板Qualcomm Dragonwing™ QCS6490(8 核处理器 + 8GB 内存)1运行 AidLux / ROS 2淘宝购买:https://item.taobao.com/item.htm?id=949025179261
2一体化电机驱动板Atmega328P + A49502板载增量式 PID 速度闭环固件,串口控制天猫:https://detail.tmall.com/item.htm?id=689427227262
3陀螺仪模块维特智能 JY61P1姿态测量,提供航向角天猫:https://detail.tmall.com/item.htm?id=597951224577
4单线激光雷达蓝海光电 LDS-E110-R1SLAM 建图与 PLICP 雷达里程计淘宝:https://item.taobao.com/item.htm?id=805239614221
5直流编码减速电机自定义(360 PPR、减速比 30)2提供动力,带编码器反馈—
6USB 转 4 路串口芯片CH3441扩展串口连接电机驱动板 / IMU / 雷达—
7底盘结构件3D 打印件 / 铝合金(直径 30cm)1承载所有部件,模型见仓库 models/ 目录模型目录:https://github.com/APLUX-Official/mbot/tree/master/models
8电池12V 锂电池1整机供电(续航约 2 小时)—
9直流电机调速模块3–35V 5A1官方项目页器件清单所列Arduino 官方商店:https://store.arduino.cc/products/speed-control-for-dc-motors-from-3-to-35v-5a

BOM清单 · 二、官方软件与工具清单(Arduino Project Hub)

备注:教程中电机为“自定义”编码减速电机,官方页未提供购买链接;3D 打印件模型文件见仓库 models/ 目录。

类别名称说明
软件AidLux设备操作系统(内置 Ubuntu Desktop):https://docs.aidlux.com/
软件ROS 2 Humble机器人操作系统:https://docs.ros.org/en/humble/
工具3D 打印机打印底盘结构件(模型见仓库 models/ 目录)
工具螺丝刀套装整机组装

开源协议与链接 · 一、开源协议

备注:教程文档末尾标注为 “MIT/Apache 2.0”,与官方项目页标注(Apache-2.0)不一致;再分发 / 二次开发建议以官方项目页标注为准。

适用对象开源协议说明
项目(整体)Apache-2.0(SPDX: Apache-2.0)来源:Arduino Project Hub 项目页许可标注;GitHub 仓库未提供 LICENSE 文件

开源协议与链接 · 二、相关链接

仓库内容:evobase_bringup(底盘启动 / 脚本 / udev 规则)、evobase_navigation2(导航配置)、lidar_odom(PLICP 雷达里程计)、bluesea-ros2(蓝海激光雷达驱动)、slam_toolbox、navigation2、models(3D 模型)。

类型链接
项目仓库(GitHub)https://github.com/APLUX-Official/mbot
项目案例页(Arduino Project Hub)https://projecthub.arduino.cc/aplux/wheeled-autonomous-mobile-robot-389aba
项目说明文档(英文教程 PDF,官方)https://projects.arduinocontent.cc/0db8293a-1b36-4266-b5a8-d678e2f5053d.pdf
项目演示视频(页面内嵌)https://youtu.be/KrpXISVBSSs
相关演示视频(航位推算章节内嵌)https://www.youtube.com/watch?v=1W2SDhMKY38
3D 模型目录(仓库)https://github.com/APLUX-Official/mbot/tree/master/models
协议全文(Apache-2.0)https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
开发团队主页https://github.com/APLUX-Official
器件购买链接见本文件夹《BOM清单.md》