室外光电竞速创意赛智能小车部署与操作指南

一、竞赛背景和目的 全国大学生智能汽车竞赛是一项面向在校大学生的科技竞赛活动，旨在培养学生的创新意识、实践能力和团队合作精神，推动高等学校相关专业教学改革与课程建设，提高大学生工程实践能力。室外光电竞速创意赛是竞赛的一种形式，主要考察学生利用传感器和控制系统实现智能小车在室外环境下快速、精准地完成指定赛道的能力。 二、竞赛部署和安装 根据给定的部署指令，参与者需要进行一系列操作来部署和安装软件环境。具体步骤如下： 1. 首先切换到竞赛软件所在的目录： ``` cd racecar ``` 2. 执行安装脚本进行初始化安装： ``` ./install.sh ``` 3. 配置小车串口的udev规则，以确保小车可以被主机正确识别和通信： ``` cd ~/racecar/src/art_racecar/udev sudo bash art_init.sh sudo reboot ``` 这里需要管理员权限来执行脚本并重启系统，以确保udev规则生效。 三、竞赛操作步骤 在软件部署安装完成后，参与者需要执行一系列操作来建立地图、运行小车以及进行远程监控。 1. 建立地图 在建立地图之前，需要确保电脑用户名和主机名被配置为一主一从机，具体配置方法没有在描述中给出，但一般涉及到ROS（Robot Operating System）环境下的主机配置。 2. 运行小车 通过ROS启动车体运行的指令是： ``` roslaunch art_racecar Run_car.launch ``` 这将启动小车的控制节点，使小车处于可控制的状态。 3. 运行gmapping gmapping是一个基于ROS的SLAM（Simultaneous Localization and Mapping，即同时定位与地图构建）工具，用于创建环境地图： ``` roslaunch art_racecar Run_gmapping.launch ``` 这个过程需要小车在环境中移动，以收集传感器数据来构建地图。 4. 运行键盘控制 如果需要通过键盘对小车进行控制，可以使用： ``` rosrun art_racecar racecar_teleop.py ``` 或者如果使用手柄进行遥控，则需要启动手柄遥控的节点： ``` roslaunch art_racecar teleop_joy.launch ``` 这些操作为小车提供了实时的操控指令。 5. 运行rviz rviz是ROS的一个可视化工具，它能够将传感器数据、机器人模型以及地图等信息以3D或2D的形式展示出来： ``` 本地电脑打开rviz source 工作空间 ``` 这里“工作空间”指的就是之前安装过程中配置的ROS工作空间，通过source命令使环境变量生效，然后启动rviz。 四、知识点解析 1. ROS（Robot Operating System） ROS是一个用于机器人应用的灵活框架，它提供了一套工具、库和约定，旨在简化不同底层硬件平台上的大型机器人行为的复用。通过ROS，开发者可以编写代码，并在各种机器人平台上运行。 2. udev udev是Linux内核的设备管理器，它使用一系列的规则文件来管理设备节点的创建。在嵌入式设备和机器人系统中，通过udev规则可以确保设备被系统正确识别和访问。 3. gmapping gmapping是一个SLAM算法，它允许机器人在一个未知的环境中建立地图，并同时在构建地图的过程中定位自己。这是实现自主导航的基本技术之一。 4. teleop teleop指的是远程操作，是遥控机器人的常用方法。在本例中，可以通过键盘或手柄来控制小车的移动。 五、总结 全国大学生智能汽车竞赛是一项具有挑战性的技术活动，它不仅考验了学生的技术能力，还锻炼了他们的综合应用能力。通过实际操作和理论学习，学生能够深入理解ROS环境、设备驱动配置、SLAM技术和远程控制等相关知识，这将为他们未来在机器人、人工智能和自动驾驶领域的研究和工作打下坚实的基础。