kk-robot-swarm

KKswarm

KKswarm logo

简介

KK目标

开源机器人集群项目KKSwarm,由易科机器人实验室和阿木实验室联合匠心打造。

KKSwarm项目旨在为研究人员搭建一个高效、易用的集群研究平台。结合ROS强大的开源生态，让研究人员或者工程师能够快速上手开发。同时也兼顾到理论研究和工程落地之间的跨度，KKSwarm项目通过搭建轻量级的仿真环境，再通过参数拟合让仿真和真实环境一致，让仿真环境和真实环境高度匹配，可以实现多智能体等算法的直接过渡，配合上低成本的机器人集群，可以快速在物理环境中验证算法，以达到工程落地的目的。

KKSwarm项目通过视觉定位，获取当前机器人的位置和方向。然后根据当前位置和方向，通过算法来控制其下一步的行为。

KK由来

KKSwarm，致敬Kevin Kelly机器社会进化论，一个奉行极简主义的自组织机器人集群，具有丰富的机器人功能，如视觉、控制、学习、协同。同时追求超低成本、超大规模，致力于使群 体智慧走进物理世界。众多低成本机器人互相连接，进而产生他们的信息交流和反馈，相互学习，产生 秩序，以达到集体目标，Kevin Kelly将其称为“群智涌现”。

项目功能

KKSwarm项目正在成长之中，目前已正式推出的功能有：

1. 独创的全局视觉定位系统，为大规模机器人集群提供低成本、高精度定位服务
2. 提供基于MATLAB/simulink仿真与算法开发环境，可一键生成ROS代码并部署至KKSwarm机器人系统
3. 提供KKSwarm集群协同simulink模板，可快速上手集群功能
4. 提供KKDeep深度强化学习Simulink模板，免去繁琐的环境配置，训练后控制器可一键生成代码部署至机器人集群
5. 提供ROS rviz在线可视化功能，直观展示集群运行情况
6. 提供Matlab ROS 日志分析功能，方便采集数据进行分析，提升研发效率
7. 支持虚拟雷达，低成本实现复杂分布式算法测试

系统说明

系统数据流向图

kkswarm项目通过路由器搭建局域网，集群小车为客户端。所有的算法和定位系统均在服务器主机上进行计算。然后通过TCP/IP协议，将控制指令发送给集群小车，从而控制小车的运动。同时主机服务器通过摄像机实时获取集群小车的位置和方向。

软件安装

系统要求

ubuntu18.04 以及 ROS Melodic

KKswarm项目安装

git clone https://github.com/kkswarm/kk-robot-swarm

海康威视相机Linux SDK

1. 进入海康威视官网，选择机器视觉工业相机客户端MVS V2.1.0（Linux） 进行下载

注意

根据实际情况，版本可能有小更新。选择 机器视觉工业相机客户端MVS V2.1.x (Linux)。本项目使用的是 2.1.0版本

2. 下载完成以后，解压。解压后将会显示适应各种架构的计算机的压缩包。这里选择 MVS-2.1.0_x86_64_20201228.tar.gz 这个压缩包进行安装。

3. 解压第2步选择的压缩包

   tar -xvzf MVS-2.1.0_x86_64_20201228.tar.gz
   cd MVS-2.1.0_x86_64_20201228
   sudo bash setup.sh

   相机驱动将会安装在 /opt/MVS 中

   启动相机界面的命令为

   cd /opt/MVS/bin
   ./MVS.sh

   相机驱动的动态链接库路径为 /opt/MVS/lib/64

   相机驱动头文件路径为 /opt/MVS/include/

4. 安装完毕后，将海康威视的动态库加入到系统动态库中。否则程序将无法运行。

   cd /etc/ld.so.conf.d
   sudo vim hik.conf ## 如果不会vim,则输入 sudo gedit hik.conf
   #在第一行加入相机驱动的动态链接库路径
   /opt/MVS/lib/64
   sudo ldconfig # 刷新配置

Apritag以及Apritag_ros

apriltag官方简介

apriltao_ros官方简介

KKSWARM 项目采用的标签家族是 Tag36h11，尺寸是7cm。 详情见 doc/apritags1-50.pdf。您也可以通过软件自动生成该家族标签。详情点击通过openmv生成apriltag标签

apritag依赖安装

sudo apt install python3-pip
pip3 install numpy

apritag安装

cd ~/kk-robot-swarm/
git clone https://github.com/AprilRobotics/apriltag.git
cd apriltag
mkdir build
cmake ..
make -j4
sudo make install

1. Apriltag相关头文件将会被安装在 /usr/local/include/apriltag
2. Apriltag相关的库将会被安装在 /usr/local/lib/
3. 有关Apriltag，可以访问其 Github主页获取更多信息

编译

cd ~/kk-robot-swarm
catkin_make

添加环境变量

echo "source ~/kk-robot-swarm/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

仿真Demo演示(基于Matlab)

单车航点

单车边界回弹

基于强化学习的多车跟随

队形变换仿真

分布式自主导航

真车Demo演示(基于ROS)

单车航点

单车边界回弹

基于强化学习的多车跟随

队形变换

分布式自主导航

pure pursuit