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本页面包含了关于SLAMWARE Kit套件介绍及用法等重要内容，并附有基于HCR平台的设计案例供参考。


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Table of Contents
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简介

SLAMWARE 开发套件包含了方便用户对SLAMWARE模块化自主定位导航解决方案进行评估和早期开发所需的配套工具。用户只需将SLAMWARE核心导航模块固定至其接口扩展板SLAMWARE Breakout上，然后将雷达，电源及电脑连接至扩展板对应接口，即可通过配套的图形工具观察结果并进行软硬件开发。

包含组件

  • SLAMWARE模块化自主定位导航解决方案的核心模块（简称SLAMWARE核心模块）

基于RPLIDAR提供实时定位和自主导航功能，同时支持串口和以太网交互导航信息。具体规格信息请参考SLAMWRAE Core数据手册。

  • SLAMWARE Breakout

    SLAMWARE核心模块扩展板，用于提供可直接和A1/A2 雷达，网络，PC，电机及各种传感器等连接通讯的接口，方便用户基于该核心模块进行相关硬件或软件开发。

  • RPLIDAR A1 或 RPLIDAR A2

    用于实现二维平面内一定范围内的360度全方位激光测距扫描，实时产生的所在空间平面点云地图信息可由SLAMWARE核心模块用于实现实时定位和自主导航功能。

 SM101 SLAMWARE Kit User Manual套装用户手册

基本用法

模组连接

接口示意图

组件连接示意图

 SM101 SLAMWARE Kit User Manual套装用户手册

连接至电脑

将开发套件连接至PC有多种方式，Breakout上设计了通用网口，可直接通过网线将开发套件连接至PC以方便用户进行调试。而基于实际开发应用的需要，该套件同时支持无线连接，分别有 AP模式及Station模式。下面将基于无线连接对如何连接至PC进行介绍。

AP模式

此模式下，SLAMWARE Core本身作为一个WiFi热点，当用户设备通过Wifi或者有线网络连接该WiFi热点时，会通过DHCP获得一个IP地址，而后通过192.168.11.1来访问设备，此模式为SLAMWARE core出厂的预置模式。

将组件Breakout开关拨动至on，约30秒左右雷达转动表示SLAMWARE 套件启动，通过电脑Wifi 扫描您将看到一个名为SLAMWARE-XXXXXXXXXXXX的SSID，直接连接此SSID即可连上SLAMWARE 套件。自动分配网段为192.168.11.1。

Station 模式

此模式下，SLAMWARE Core本身作为一个WiFI设备，连接到其他的WiFi热点上。同时SLAMWARE Core会自动成为无线网桥，为High Speed Bus上的设备分配IP地址并提供外网访问服务。

您可将SLAMWARE套件配置成Station模式连接外部局域网。具体配置步骤参考下一章节。

AP模式转换为Station模式步骤

  1. AP模式下，使用电脑连上设备的AP，在Chrome地址栏输入192.168.11.1登录至Portal，需要输入用户名和密码（默认用户名：admin 默认密码： admin111）。之后进入默认的Status页面 >选择右上角Administration菜单>选择左边栏Configurate WiFi选项>选择Scan WiFi Network


  2. 在打开的如下页面Select Network的下拉选项中选择对应的WiFi
  3. 输入正确密码，并点击Submit
  4. 如下页面表示WiFi配置成功
  5. 可在Status页面确认网络模式及WiFi是否配置正确

Breakout 相关接口介绍

Breakout 特性

最大额定值

项

范围

供电电压

9V ~24V

IO 电压

-0.3V ~3.6V

工作温度/储藏温度

-20oC ~+60oC

电气特性

符号

参数

最小值.

典型值.

最大值.

单位

VDD

系统额定工作电压

4.75

5

5.25

V

IDD

系统电流消耗

-

-

1000

mA

VDD_IO

数字接口电压范围

2.6

3.3

3.6

V

IDD_IO

数字接口电流消耗

-

-

TBD

mA

VDIL

数字输入低电平

-

-

0.2*VDD_IO

V

VDIH

数字输入高电平

0.8*VDD_IO

-

-

V

VDOL

数字输出低电平

-

-

0.2*VDD_IO

V

VDOH

数字输出高电平

0.8*VDD_IO

-

-

V

ISTANDBY

电流消耗@关机模式

-

-

TBD

mA


SM101 SLAMWARE Kit User Manual套装用户手册

Breakout接口及引脚定义

接口编号

接口名称

说明

J8

电源接口

GND VCC输入电压9-24V，电流1A（接口尺寸5.5*2.1mm）

SW1

开关接口

ON表示，OFF表示关机

J9

网络接口

RJ45标准8位模块化接口

A1

A1雷达接口

详细引脚定义请参考RPLIDAR A1接口引脚定义

A2

A2雷达接口

详细引脚定义请参考RPLIDAR A2接口引脚定义

J10

Mini PCI-E接口

连接SLAMWARE Core

J7

USB接口

通过CP2102连接到MCU的TX3和RX3。

J1（MOTO）

电机接口

详细引脚定义请参考电机接口引脚定义

J3（SONAR）

超声波接口

详细引脚定义请参考超声波传感器接口引脚定义

J22

红外及碰撞传感器接口

详细引脚定义请参考红外及碰撞传感器接口引脚定义

J21

GPIO通用接口

详细引脚定义请参考通用接口引脚定义

J15

SWD烧录接口

详细引脚定义请参考SWD烧录接口引脚定义

 SM101 SLAMWARE Kit User Manual套装用户手册

RPLIDAR A1 接口引脚定义（A1）

编号

名字

描述

1

VMOTO

RPLIDAR A1电机供电，5V

2

LPWM

RPLIDAR A1电机PWM调速信号，高有效

3

GND

RPLIDAR A1 测距核心地线

4

5V

RPLIDAR A1 测距核心供电

5

RX

RPLIDAR A1 测距核心数据输入

6

TX

RPLIDAR A1 测距核心数据输出

7

GND

RPLIDAR A1 测距核心地线

RPLIDAR A2 接口引脚定义（A2）

编号

名字

描述

1

LPWM

RPLIDAR A2电机PWM调速信号，高有效

2

GND

RPLIDAR A2 测距核心地线

3

TX

RPLIDAR A1 测距核心数据输出

4

RX

RPLIDAR A1 测距核心数据输入

5

VMOTO

RPLIDAR A1电机供电，5V

电机 接口引脚定义（J1）

Info

电机接口分为左右两组。


编号

丝印名（全称）

GPIO(复用功能)

描述

1

PWM (MOTO_L_PWM)

PE14

PWM调速信号

2

PWM (MOTO_R_PWM)

PE13

PWM调速信号

3

F_EN (MOTO_LF_EN)

PD4

正转使能

4

F_EN (MOTO_RF_EN)

PD6

正转使能

5

B_EN (MOTO_LB_EN)

PD9

反转使能

6

B_EN (MOTO_RB_EN)

PD7

反转使能

7

I_MON (MOTO_LI_MONITOR)

PD5

电机电流检测

8

I_MON (MOTO_RI_MONITOR)

PC5

电机电流检测

9

GND_DET (GND_L_DETECT)

PD1

电机抬起检测

10

GND_DET (GND_R_DETECT)

PD10

电机抬起检测

11

ENCD (ENCODER_L_SENSOR)

PD3

电机编码器输入

12

ENCD (ENCODER_R_SEN SOR)

PD2

电机编码器输入

13

GND

GND

电机地线

14

GND

GND

电机地线

 SM101 SLAMWARE Kit User Manual套装用户手册

超声波传感器接口引脚定义（J3）

Info

超声波传感器接口引脚分为四组。


编号

丝印名（全称）

GPIO(复用功能)

描述

1

5V

5V

超声波电源

2

TRIG (SONAR_TRIG1）

PE10

控制端

3

ECHO (SONAR_ECHO1)

PE5

接收端

4

GND

GND

地线

5

5V

5V

超声波电源

6

TRIG (SONAR_TRIG2)

PE11

控制端

7

ECHO (SONAR_ECHO2)

PE7

接收端

8

GND

GND

地线

9

5V

5V

超声波电源

10

TRIG (SONAR_TRIG3)

PE12

控制端

11

ECHO (SONAR_ECHO3)

PE8

接收端

12

GND

GND

地线

13

5V

5V

超声波电源

14

TRIG（SONAR_TRIG）

PE15

控制端

15

ECHO (SONAR_ECHO4)

PE9

接收端

16

GND

GND

地线


红外线及碰撞传感器引脚定义（J22）

编号

丝印名（全称）

GPIO(复用功能)

描述

1

HOME_IR_R3

PD14

充电桩IR3接收

2

HOME_IR_R2

PD13

充电桩IR2接收

3

HOME_IR_R1

PD12

充电桩IR1接收

4

BOTTOM_IR_R1

PC2

IR接收1

5

BOTTOM_IR_R2

PC1

IR接收2

6

BOTTOM_IR_R3

PC4

IR接收3

7

BOTTOM_IR_R4

PA4

IR接收4

8

BOTTOM_IR_EN

PC7

防跌落IR使能

9

BUMP_R (BUMP_DETECT_R)

PB13

右碰撞接口

10

BUMP_L (BUMP_DETECT_L)

PB5

左碰撞接口

11

TX2 (UART2_TX)

PA2

-

12

RX2 (UART2_RX)

PA3

-

13

GND

GND

地线

14

GND

GND

地线

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SWD烧录接口引脚定义（J15）

编号

名字

描述

1

GND

地线

2

SWCLK

串行时钟输入

3

SWDIO

串行数据输入输出

4

NRST

复位

通用I/O口（J21）

编号

丝印名（全称）

GPIO(复用功能)

描述

1

PA0

PA0

IO/ADC/PWM

2

PE4

PE4

IO

3

PE3

PE3

IO

4

PE2

PE2

IO

5

PA6

PA6

IO/ADC/PWM

6

PB9

PB9

IO/PWM

7

PB8

PB8

IO/PWM

8

PC3

PC3

IO/ADC

9

PB15

PB15

IO

10

GND

地线

地线

J23

编号

名字

描述

1

5V

5V

2

5V

5V

3

GND

GND

4

GND

GND

J16

编号

名字

描述

1

VCC_3

3.3V电源

2

BOOTO

单片机boot0


其它

  • BUTTON：单片机Reset
  • 指示灯 D1：电源指示灯
  • U6：用户指示灯

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开发参考

如需基于SLAMWARE SDK进行应用开发，SLAMTEC提供了可支持Windows, Linux, Android等多个操作系统的配套SDK。请参考相关SDK文档了解详情。

固件编译

我们提供了开源参考固件，请至SLAMTEC官网下载SLAMWARE Breakout最新的开源固件。

开源固件基于IAR 7.60开发平台，IAR官网下载7.60或以上版本并安装，使用该开发环境需要License，请自行向IAR购买。

搭建好IAR开发环境后，请打开参考固件目录 firmware\ref_public\base_ref\下的base_ref.eww 工程文件，即可开始固件开发。

用户可以直接在IAR程序中，点击菜单中的Project->Make，来编译工程。如果无其他问题，在目录 firmware\ref_public\base_ref\output\debug\Exe\下将生成固件文件 base_ref.hex，具体的开发过程，请参考IAR及STM32的相关开发文档。

Info
title参考信息

固件烧录

如果需要将上述步骤中自行开发的固件base_ref.hex更新到Breakout开发板上，用户需将TTL串口转USB转接线连接至J14的TX和RX脚，GND连接至J15的GND脚，并短接J16。跳线方式如下图所示：

然后重新上电。此时，启动STM32的Flash Loader，即可通过串口将新固件烧录到Breakout的STM芯片中。

工具介绍

图形工具Robot Studio

简要介绍

在SLAMWARE SDK的bin目录下，我们提供了一款名为Robot Studio的图形化工具用于调试和使用SLAMWARE设备。通过输入设备的ip地址即可在该工具上登录至设备并进行相关操作。

功能概览

  • 地图编辑器
  • 定位机器人
  • 定位及建图相关操作
  • 虚拟墙相关操作
  • 运动控制相关操作
  • 其他操作

后台管理及诊断工具Portal

SLAMWARE配备有Portal后台管理工具，用户可通过连接至设备的ip查看相关信息并进行相关管理操作。登陆该后台管理工具可参考“连接至PC”小节说明。在其后台管理界面的Status页面可查看模块信息（如SSID，LIDAR型号，设备SN，固件版本等），在Administration 页面可对模块进行一系列操作（如重启模块，更新固件，开启Debug模式，配置Wifi，开启SLAMWARE Core诊断模式，修改Debug选项，修改管理员密码等）。

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参考设计案例（基于HCR平台）

硬件平台

系统组成

  • SLAMWARE Core
  • SLAMWARE Breakout 3.0
  • RPLIDAR A2
  • HCR家用机器人开源项目平台
  • Arduino四路电机驱动板
  • 大电流锂聚合电池
  • 杜邦线若干
  • VCC/GND扩展板（自制）

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平台搭建

请参照HCR安装说明书搭建好HCR平台的下面两层，即完成左右电机，万向轮，碰撞传感器和超声波传感器的装配即可。

将Breakout 3.0， 电机驱动板，RPLIDAR A2，锂电池，VCC/GND扩展板分别固定至HCR平台上。


Note
titleNote

注意：雷达在安装时，尽量不要挡住雷达的视野，以免影响雷达的扫描效果。

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连接

Breakout 各接口与对应组件间连接如下：

Breakout 3.0接口

对应连接组件

备注

J10

SLAMWARE core

请注意在Slamware Core上固定好天线

A2

RPLIDAR A2

*

J3

超声波

将每一组超声波传感器的GND，Trig，ECHO和VCC四个引脚分别用杜邦线连接至Breakout 3.0的J3接口的对应位置（注：J3接口最多可支持4组超声波传感器，如需要支持更多数量的超声波传感器，请通过J21的GPIO接口进行扩展，固件最多可支持8组超声波传感器）。

J22

碰撞传感器

VCC/GND扩展板

将每一组碰撞传感器Data引脚分别用杜邦线连接至Breakout 3.0的J22接口的L引脚和R引脚，然后将每组碰撞传感器的GND和VCC引脚连接至VCC/GND扩展板的对应引脚（注：J22接口最多可支持2组碰撞传感器，如需要支持更多数量的碰撞传感器，请通过J21 GPIO接口进行扩展。如本案例增加第三组碰撞传感器时，将该组碰撞传感器的Data引脚连接至J21 GPIO接口的PB8引脚。固件最多可支持8组碰撞传感器）。

J1

电机驱动板

 

L列PWM引脚

电机驱动板引脚3

L列B_EN引脚

电机驱动板引脚12

R列PWM引脚

电机驱动板引脚4

R列B_EN引脚

电机驱动板引脚11

HCR左右轮电机，电机驱动板，VCC/GND扩展板及Breakout 的J1 接口之间的连接如下：

HCR电机引脚

电机驱动板/扩展板/J1引脚

HCR L电机引脚moto-（黑）

L电机驱动板M2-

HCR L电机引脚moto+（红）

L电机驱动板M2+

HCR L电机引脚 VCC（黄）

VCC/GND扩展板的VCC脚

HCR L电机引脚 GND（绿）

VCC/GND扩展板的GND脚

HCR L电机引脚 A（蓝）

不连接

HCR L电机引脚 B（橙）

J1接口L列的ENCD脚

HCR R电机引脚moto-（黑）

R电机驱动板M2-

HCR R电机引脚moto+（红）

R电机驱动板M2+

HCR R电机引脚 VCC（黄）

VCC/GND扩展板的VCC脚

HCR R电机引脚 GND（绿）

VCC/GND扩展板的GND脚

HCR R电机引脚 A（蓝）

不连接

HCR R电机引脚 B（橙）

J1接口R列的ENCD脚

固件配置及烧录

STM32固件配置

底盘的固件代码需要修改为适应当前底盘的具体参数，请使用slamware_config_tool.exe工具来自动生成配置文件。打开slamware_config_tool.exe工具后请对如下主要参数进行配置。

所有参数配置完成之后，点击右上角的Export按钮，保存配置文档为binary_config.c, 并放入工程的源代码中。

对象

对应参数

单位

备注

Robot

Robot Diameter

m

请根据设备实际尺寸进行设置。

Bumper/ Sonar

x

m

-

y

m

z

m

Yaw

度

LIDAR Installation

Pose

x

m

系统坐标系详情请参考后附示意图

y

m

Yaw

度

Motion Planning

Side Margin

m

请根据设备实际情况进行设置。

Bump Handle Strategy

-

可选Default或 Stop

Feature

Has IR Tower

-

勾选表示设备配备有红外灯塔

Automatically charging

-

勾选表示启动自动回充功能。

Battery Level to Go Home

-

取值于0% 至100%之间

设置后，当底盘电量低于此参数时，设备将自动返回充电座充电。

Battery Level to Resume

-

取值于0% 至100%之间

设置后，当底盘电量高于此参数时，设备将继续执行之前未完成任务。

系统坐标系定义

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代码修改

  • PID控制算法参数调试方法：逐渐从0增大P值和I值，至小车能够快速响应且未开始抖动。此实验平台的参考值为P=1， I =0.2， D=0. 亦可自行设置motor.c中的PID参数达到理想效果。
  • 每米脉冲数计算方法：此电机可以输出每转663个脉冲反馈信号，轮子的直径为13CM，计算可以得知每米相当于2.45转，所以每米脉冲数为663 * 2.45 = 1624（motor.h中设置）

固件烧录

请使用TTL串口转USB转接线连接至J14的TX和RX脚，GND连接至J15的GND脚，并短接J16 BOOT0。接线图如下图所示：

然后使用烧录工具(如FlyMcu, 本文档以该工具为例进行介绍)将改好的固件烧入MCU。烧录完毕后请将接线恢复至正常状态。

调试及开发

输出底盘调试信息

如需输出调试信息，在配置MCU固件代码时，可连接J7调试输出口至电脑USB，然后使用串口输出工具(如SSCOM工具, 本文以该工具为例进行介绍)查看调试信息。

  1. 在底盘代码中加入DBG_OUT（），格式与printf（）一致。

    No Format
    DBG_OUT("odom %d: %d, %d\r\n", cnt, (int)_lastEncoderTicksDelta[cnt], (int)_lastOdometerSpeedAbs[cnt])


  2. 连接J7和电脑的COM口，使用串口输出工具查看调试信息。

查看底盘状态

  1. 使用串口线连接底盘Control Bus串口和电脑COM口，如下图所示：
  2. 使用slamware_console.exe测试底盘状态。
    使用该工具来测试底盘的配置信息和所有传感器的状态。另外，可以用此工具的run命令（两轮电机可以用此命令，三轮全向轮需用vrun命令，具体步骤请见slamware_console工具操作指南）来测试电机的工作情况。
    详情请参考

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查看系统状态

  1. 请使用电脑连上SLAMWARE Core的AP
  2. 打开Chrome浏览器并在地址栏输入192.168.11.1

  3. 选择右上角Administrator后，打开左侧disgnose slamware core，然后选择enable diagnosis

    Note
    title注意

    此时系统会重启。


  4. 判断雷达是否有噪声，碰撞传感器和超声波传感器和实际情况相比，是否状态一致。

  5. 观察如下诊断界面并从如下两方面判断各个传感器是否工作正常。

    • 安装位置是否正确
    • 触发状态是否正确

使用Robot Studio工具进行控制

  1. 使用Slamware windows SDK中bin目录下的robot studio工具连接至HCR平台
  2. 查看能否成功建图
  3. 方向控制：点击右侧方向控制图标并点击方向键，查看HCR平台是否能按控制的方向运动
  4. 设置目标点（紫色十字位置），检测HCR小车（红色箭头位置）是否能沿着绿色的规划路径运动至目标点

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机械设计

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