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【中科基地】樹莓派 X ROS 實現無人自駕不是夢

作者:楊子嫻

自動化時代來臨,無人車可說是最被看好的應用領域,不只被廣泛用於工廠物流倉儲、產業運輸、農用機具,甚至在教育上都扮演重要角色,中科智慧機器人自造基地於 8/1 蘿蔔頭之夜中,邀請嵐奕科技總經理莊志偉、台灣樹莓派 sosorry,分享校園無人賽車運動以及小鴨自走車專案,對樹莓派與 ROS 結合有興趣的朋友,更能了解其中的理念與技術細節。

活動當天,兩位講師都帶了自家產品到現場,讓參與者親自體驗(圖片來源:中科基地提供)

嵐奕科技─專為校園設計的自駕賽車

嵐奕科技的理念很簡單,希望只要有一台遙控車、一台手機、一個控制板就能開始自駕,玩法類似寶可夢,以學校當道館,將學校的操場作為賽道,參賽者可以一關接一關的挑戰,經過不斷測試,目前最高速度可達 30 公里,相較於實體車 100 公里以上的時速。

「我們要打造的是運動,因此需要對手,我們希望賽道上不只有我們的車,還有別人的車、別的品牌與程式。」莊志偉表示,這是一款從國小生到大學生都能參與的活動,因為不需要寫程式,只要了解機器視覺原理就可上手,因此國小生可以玩車,加上控制板安裝容易,能相容於大部分遙控車,國、高中生就能自行改車、造車;未來可以有 SDK 支援,自行開發 AI 程式,大學生就能進一步探究機器視覺與 AI 決策。

嵐奕科技將自己的未來定位在專注 APP 發展,將它做為一個平台推廣,建立雲端社群,讓各校園車隊能上傳競賽成果,並期盼在未來能推動模型自駕競技賽事,提供開發環境給有志之士研發,做到從下到上,全面性的整合。

嵐奕科技希望未來可以成立世界級的競賽聯盟(圖片來源:中科基地提供)

台灣樹莓派 ─ 小鴨城(Duckietown)

作為台灣唯一、英國官方原廠樹莓派經銷商,台灣樹莓派專注於 Raspberry Pi 的應用推廣,本次分享的小鴨城(Duckietown)便是一例。小鴨城是一個基於 Raspberry Pi 和 ROS 的開源無人小車專案,由 Duckietown(環境)與 Duckiebot(小鴨車)組成,Duckietown 是一個遵守預先定義好的道路設計、標誌、指示牌等自由擴充的環境,讓 DuckieBot 進行各項任務,例如車道跟隨、定位、規劃、導航等。

小鴨車的硬體是樹莓派,軟體部分則是 ubuntu、ROS、OpenCV 與 python,使用魚眼鏡頭進行物體辨識,將當前環境根據非線性估計後,使用馬達控制板操縱左右馬達進行車道跟隨。Raspberry Pi 指的是一種信用卡般大小的電腦,ROS 則是指專為機器人軟體開發所設計的系統架構。

從這個專案中可以學到感測器校正、設定與感知、計算機視覺、物體辨識、非線性估計、全域定位與分散式協調。講者 sosorry 分享,小鴨車正式上路後會遭遇到的許多實際問題,包括在不同環境有不同光源而需要亮度補償、圖像道路的映射轉換、車道相對估計與控制等等,要解決這些問題才能讓小鴨車的自走。

「小鴨城」是一個開源的電腦視覺自駕車學習專案(圖片來源:中科基地提供)

小結

樹莓派因為體積輕薄短小,價格親民好入手,不只廣受許多創客的喜愛,學校與部分企業也都少不了它。ROS 的應用相信有在接觸機器人的創客一定相當了解,要如何讓機器人智慧化,ROS 扮演重要角色,例如現在許多家庭都有的掃地機器人便是一例。而兩者現在完美結合在無人自駕車上,從講者的言談中也可以發現,不論是校園競賽又或是小鴨城,在追求卓越的路上,最重要的仍是更多人才的參與。

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vMaker編輯部

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