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基于树莓派pi4下搭建Ubuntu22.04 ROS2 humble环境搭建基础小车教程(一)

基于树莓派pi4下搭建Ubuntu22.04 ROS2 humble环境搭建基础小车教程(一)

文章标签:树莓派ROS2智能小车ROSUbuntu
所属系列:从零搭建树莓派智能小车(共 6 篇)
难度:入门 ★☆☆☆☆
预计耗时:30 分钟阅读

从零搭建树莓派智能小车(一):项目总览与硬件准备

📌 文章摘要

本文是《从零搭建树莓派智能小车》系列的开篇。文章介绍了项目的整体功能、系统架构和硬件选型,帮助你了解"树莓派 + ROS2 + MicroROS 驱动板"这套方案能做什么、需要买什么、各部件如何连接。读完本篇,你就知道后续 5 篇教程将带你走完哪条路。


目录

  • 1. 项目能做什么
  • 2. 硬件清单
  • 3. 系统架构
  • 4. 接线注意
  • 5. 系列路线图

1. 项目能做什么

想拥有一辆能通过手机/网页控制的智能小车?树莓派 + ROS2 是目前最主流的方案。本系列教程将带你从零开始,用树莓派 Pi4 + MicroROS 驱动板 + 520 编码电机搭建一台可无线控制的智能小车,后续还能加装雷达实现建图和自动避障。

本系列所有步骤均经过实际工程验证,不是纸上谈兵。

功能说明
无线控制手机/电脑浏览器实时控制小车移动
速度调节网页滑块调节速度 10%~100%
电量监控实时显示电池电压
扩展能力加装激光雷达后可建图、自动避障

2. 硬件清单

部件型号/规格备注
主控树莓派 Pi 4(4GB)推荐 4GB 及以上
驱动板MicroROS 驱动板(ESP32-S3)小车的大脑,处理电机控制
电机520 编码直流减速电机 ×4自带编码器,可测速
底盘四驱差速/麦克纳姆轮底盘与电机匹配
电池2S 锂电池 7.4V正常电压 7.2~8.4V
雷达(可选)思岚 C1 / RPLIDARUSB 串口连接
SD 卡32GB 以上 Class10树莓派系统盘
电源5V 3A 树莓派电源供电稳定很重要

3. 系统架构

┌────────────┐ WiFi UDP ┌─────────────────────┐ │ 手机/电脑 │ ←─────────→ │ 树莓派 Pi4 │ │ Web浏览器 │ │ ROS2 Humble │ └────────────┘ │ micro-ROS Agent │ └──────────┬──────────┘ │ USB ┌──────────┴──────────┐ │ MicroROS 驱动板 │ │ (ESP32-S3) │ └──────────┬──────────┘ │ ┌──────────┴──────────┐ │ 520 编码电机 ×4 │ └─────────────────────┘

工作流程:网页发指令 → 树莓派 ROS2 接收 → 通过 WiFi UDP 发给控制板 → 控制板驱动电机。

4. 接线注意

  1. 电机线序:M1=左前、M2=左后、M3=右前、M4=右后,按你的底盘实际接法为准
  2. 编码器线:A/B 相接错会导致里程计方向错误
  3. 供电:电池低于 6.5V 时电机动力明显不足,要及时充电
  4. WiFi:控制板只支持 2.4G 频段,路由器要开 2.4G

5. 系列路线图

篇目内容
第 1 篇(本篇)项目总览与硬件准备
第 2 篇Ubuntu 22.04 系统烧录与基础配置
第 3 篇ROS2 Humble 完整安装
第 4 篇micro-ROS 通信与控制板配置
第 5 篇小车启动测试与 Web 控制端
第 6 篇雷达接入、PID 调参、问题排查

📎 参考链接

  • 树莓派官方:官方资料
  • Ubuntu 树莓派镜像:官方资料
  • ROS 2 官方文档:官方资料

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