Waveshare UGV Rover – หุ่นยนต์ 6 ล้อสำหรับการเรียนรู้ด้าน AI ที่ใช้ Raspberry Pi 4/5 และ ESP32

หุ่นยนต์ UGV Rover ของ Waveshare เป็นแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ 6 ล้อที่ใช้ Raspberry Pi 4 หรือ 5 และใช้โมดูล ESP32 และสร้างขึ้นเพื่อการสำรวจจากระยะไกล การตรวจจับวัตถุ และการนำทางอัตโนมัติ โดยซอร์สโค้ดของแพลตฟอร์มเป็น Open Source จึงสามารถจะนำไปใช้สอนหรือเรียนรู้ การเขียนโปรแกรม หุ่นยนต์ การทดลอง AI และแอปพลิเคชันอื่น ๆ อีกมากมาย

Unmanned Ground Vehicle (UGV) มีลักษณะเป็นรถบรรทุกไร้คนขับตัวถังอะลูมิเนียมหนา 2 มม., ล้อทั้ง 6 มีขนาด 80 มม.สามารถรับน้ำหนักและแรงกระแทก และระบบขับเคลื่อน 4 ล้อที่ควบคุมโดย ESP32 เป็น sub-controller แล้วยังคอยควบคุมการทำงานเซ็นเซอร์, LiDAR, กล้อง และอื่นๆ,  สมองหรือบอร์ดควบคุมหลักของหุ่นยนต์คือ Raspberry Pi SBC ไม่ว่าจะเป็น Pi 4B หรือ Pi 5 สำหรับการมองเห็นของหุ่นยนต์ (Computer Vision) และการเรียนรู้ของหุ่นยนต์ (Machine Learning)

เนื่องจากรูสำหรับติดตั้งได้รับการออกแบบมาให้พอดีกับ Raspberry Pi จึงมั่นใจได้ว่าน่าจะพอดีกับ SBC อื่นๆ ที่มีฟอร์มแฟคเตอร์เดียวกัน เช่น Radxa ROCK 3B, Geniatech XPI-iMX8MM, Pine H64 Model B และ SBC อื่นๆ

สเปคของ Waveshare UGV Rover

• Main controller – Raspberry Pi 4B หรือ Raspberry Pi 5 สำหรับใช้งานด้าน computer vision และ machine learning
• Sub-controller ที่ใช้ ESP32
  • ตัวควบคุมความถี่สูง PID
  • ตัวควบคุมความเร็วเชิงเส้นแบบ Closed-loop สำหรับล้อ
  • การควบคุมเซอร์โวแบบแพนและเอียงพร้อมข้อเสนอแนะ
  • เปิด/ปิดไฟ LED
  • หน้าจอ OLED
  • การอ่านข้อมูล IMU
  • การตรวจวัดแรงดันแบตเตอรี่
• บอร์ดควบคุมเสียง
  • ลำโพงคู่
  • ไมโครโฟนภายใน
  • แจ็คเสียงขนาด 3.5 มม.
  • แปลงข้อความเป็นเสียง
  • การเล่นเสียง (Audio playback)
• การเชื่อมต่อ
  • Gigabit Ethernet, WiFI 5 และ Bluetooth 5 บนบอร์ด Raspberry Pi 4/5 SBC
  • WiFi 2.4 GHz และ Bluetooth บน ESP32 รวมถึงรองรับ ESP-NOW
  • โมดูลเสริม 4G LTE/5G
• ส่วนขยาย GPIO – 40-pin GPIO extended header
• การสร้าง Rover
  • ผลิตจากแผ่นอลูมิเนียมหนา 2 มม.
  • มอเตอร์ร์เอ็นโคเดอร์แรงบิดสูง พร้อมล้อยางขนาด 80 มม. สามารถรับน้ำหนักและแรงกระแทก
  • 6 ล้อพร้อมระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ เพื่อการเคลื่อนที่อย่างคล่องตัว
  • ไฟ LED ความสว่างสูงเพื่อภาพที่คมชัดในสภาพแสงน้อย
  • โมดูล Pan-Tilt เสริมที่มีการหมุนแนวนอน 360° และแนวตั้ง 120° พร้อมกล้อง 5MP และระบบป้องกันภาพสั่นไหวในแนวตั้งเพื่อการควบคุมกล้องที่ดีขึ้น
  • แผ่นยึดเพิ่มเติมสำหรับการติดตั้ง LiDAR D500 / STL27L, แบตเตอรี่ หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ
  • รางเสริม 21 มม. และความแม่นยำสูง 30 กก./ซม. และเซอร์โวระดับความแม่นยำและแรงบิดสูงถึง 30 KG/CM สำหรับการขยาย
• ความเร็วของ Rover – สูงสุด 0.5เมตร/วินาที
• อื่น ๆ
  • มาพร้อมกับ wireless gamepad
  • สร้าง hotspot โดยอัตโนมัติเมื่อไม่มีเครือข่ายที่พร้อมใช้งาน
• ตัวเลือกด้านพลังงาน
  • โมดูล UPS ที่ใช้ 3x 18650 พร้อมรองรับการชาร์จและการคายประจุในเวลาเดียวกัน
  • ชุดแบตเตอรี่เสริมพร้อมอินเทอร์เฟส XH2.54
• ขนาด – 230.42 มม. x 252.40 มม. x 254.53 มม.

คุณสมบัติที่โดดเด่นของหุ่นยนต์รุ่นนี้คือมีโพรโตคอล ESP-NOW ที่ช่วยให้สามารถสื่อสารระหว่าง Rover โดยมีความหน่วง latency ต่ำที่สุดพร้อมทั้งรองรับการขยายโมดูล 4G/5G สำหรับการสื่อสารได้

sub-controller ที่ใช้ ESP32 รองรับโพรโตคอลการสื่อสารที่แตกต่างกัน รวมถึงพอร์ต serial, HTTP request และ ESP-NOW ช่วยให้มีการควบคุมพื้นฐานของหุ่นยนต์ผ่าน web interface, นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ทำงานพื้นฐานของหุ่นยนต์ เช่น ตัวควบคุม PID ที่ความถี่สูง, การคำนวณความถี่สูงในการควบคุมความสัมพันธ์กันของแขนหุ่นยนต์, การคำนวณตำแหน่ง, การควบคุมมุมการแพน-เอียง และการควบคุมหน้าจอ OLED แล้วยังมีหน้าที่ในการอ่านข้อมูลจาก IMU (เซ็นเซอร์ท่าทาง 9 แกน) และ INA219 (เซ็นเซอร์แรงดันแบตเตอรี่) และสามารถทำให้ฟังก์ชั่นป้องกันภาพสั่นไหวในแนวตั้งของกล้องได้โดยอัตโนมัติ

 

หุ่นยนต์ตัวนี้สามารถควบคุมได้ด้วย web application ซึ่งเข้ากันได้กับเบราว์เซอร์มาตรฐาน ซึ่งมีการส่งสัญญาณวิดีโอที่มีเฟรมเรทสูงและฟังก์ชันการมองเห็นของคอมพิวเตอร์ (Computer Vision) ที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วย AI

คุณสมบัติเพิ่มเติมขอเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้แก่การตรวจับวัตถุ, การตรวจจับท่าทาง, การตรวจจับใบหน้า, การตรวจจับการเคลื่อนไหว, การติดตามเส้นการมองเห็น, การตรวจจับสี, การวัดระยะหรือการ auto-targeting, และการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ (computer vision) พร้อมกันแบบ multi-threaded

บริษัทแจ้งว่าได้จัดเตรียมบทช่วยสอน Tutorials สำหรับ Ngrok แต่ยังไม่มี accounts หรือ servers ของ Ngrok บริษัทยังอธิบายว่า eRover เข้ากันได้กับ Debian Bookworm และ ROS2-HUMBLE-LTS รวมถึง JupyterLab โดยที่เราคาดว่าจะมีเอกสารและคำแนะนำสำหรับฟีเจอร์ซอฟต์แวร์ทั้งหมดแต่ในขณะที่เขียนนั้นไม่มีอยู่ในหน้าWiki

Waveshare ให้ตัวเลือกแบบกำหนดเองสำหรับUGV rover ถ้ามี Raspberry Pi อยู่แล้ว โดยสามารถสั่งซื้อ rover โดยไม่รวม Pi และยังมีตัวเลือกที่จะรวมโมดูล Pan-Tilt ในการสั่งซื้อของคุณได้ บริษัทยังมีตัวเลือกสำหรับปลั๊กไฟ US, EU, และ UK, หุ่นยนต์ที่ใช้ Raspberry Pi 4/5 ประเภทของหุ่นยนต์ที่ใช้ Raspberry Pi 4/5 นี้สามารถให้ความสนุกสนานมากๆ และเราได้รีวิว SunFounder PiCar-X 2.0 ซึ่งมีเอกสารครบกว่ารุ่น Waveshare ในขณะที่เขียนนี้

UGV Rover PT PI5 AI Kit หรือ UGV Rover PT PI4B AI Kit และโมดูล Pan-Tilt มีจำหน่ายใน Amazon ในราคา $292.99(~10,700฿) หุ่นยนต์ยังไม่วางจำหน่ายในร้าน Aliexpress ของบริษัท แต่รุ่นที่คล้ายกันที่มี 4 ล้อ RaspRover สามารถซื้อได้ในราคาเริ่มต้น $212 (~7,800฿), Waveshare ยังมีชุดฐาน UGV Rover (ไม่มี Pi หรือโมดูล Pan-Tilt) ในราคา $244.99 (~9,000฿) บนร้านค้าออนไลน์ของบริษัท

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Waveshare UGV Rover – A 6-wheel AI robot built around Raspberry Pi 4/5 and ESP32