slam 小車：(一) 前期準備 --1. 機器人架構設計流程

(一) 前期準備 —1. 機器人架構設計流程
(一) 前期準備 —2.Linux 目錄結構與常用指令

一、了解機器人架構

機器人包含四大部分：機械結構、驅動裝置、感測裝置、控制與算法。
機器人的研發涉及機械工程、電機工程、資訊工程、醫學工程等領域，次技術領域包括能量學、驅動技術、感知技術和決策技術等。

二、機器人概念設計（選擇機器人平台）

1. 定義機器人的功能：

2. 決定機器人的載具和移動方式：

機械手臂、雙腳、四肢、八腳蜘蛛、輪車等。

3. 確認機器人的控制方式：

(1) 有線控制（電線、網路線）

(2) 無線控制（紅外線、藍芽、WIFI、GPRS、無線射頻）

(3) 自主控制

三、零件選用

1. 動力源與驅動器

考量因素：功率和比能量，還有位置控制、雙向運動、可靠度、力量控制。

(1) 液壓驅動：多用於特大功率的機器人系統

(2) 氣壓驅動：功率較小，而且速度不易控制，所以多用於精度不高的點位控制系統

(3) 電器驅動：轉動輪子或齒輪（馬達轉子、減速齒輪、力感測器和負載）

線性驅動器：將電動馬達的旋轉運動轉換為線性運動

(4) 壓電驅動：電陶瓷材料可以達到較大的比功率、SMA 形狀記憶合金具有輕量化結構

可以產生較大的比能量（希望達到與人類肌肉相同的比功率和比能量），適合小尺度。

2. 感測器

能量轉換裝置，能將被測量的物理量（例如加速的）轉換成電能或其他需要形式的信號。

(1) 機身本身的測量

方向（指南針、陀螺儀、傾斜儀）
位置（輪子編碼器、信標、GPS）
運動（慣性測量單元：量測線性和角位移、速度和加速度）

(2) 環境的測量

距離（聲納、雷射測距儀、超聲波測距儀紅、外線感測器）
化學成分（光譜儀）
視覺（相機）

3. 控制器（機器人的大腦）

(1) 微控制器（MCU 單片機）：Arduino，STM32，BasicATOM，BasicX，POB 技術， Pololu，Parallax 等等

 因為 Arduino 開發了簡單的函數，還有許多應用庫，這樣就不用直接去操作暫存器了，適合沒有單片機基礎的

製作小車使用的是微控制器，選擇時需要考慮以下三點：
(a) 哪個微控制器在我應用領域上是最常用的？
(b) 它有機器人需要的所有特殊功能嗎？
有些功能所有微控制器都有支持（例如：數位輸入和輸出，執行簡單的數學運算，比較值和做決定），而有些功能則需要特定的硬體做搭配才能完成（例如 ADC，PWM 和通訊協議的支援）。另外，還需要考慮記憶體和速度的要求，還有接腳數。
(c) 是否找得到所選定微控制器可以搭配的相關零件？

(2) 微處理器（MPU）：树莓派，S3C2440，CubieBoard CC80，Jetson TK1 等等

嵌入式微處理器 MPU 和一般的電腦 CPU 還有區別，嵌入式微處理器大多工作在特定設計的系統中，其中主流的体系有 ARM、MIPS、PowerPC、X86 和 SH 等，与全球 PC 市场不同的是，没有一种嵌入式微处理器可以主导市场。

(3) 工業用控制板：機器人大廠多自行研發控制器，例如：Fanuc、ABB、Yaskawa、KUKA、EPSON、DENSO、TOSHIBA

補充：選擇馬達控制器（控制器 - 馬達控制器 - 馬達）
雖然微控制器決定馬達的速度和方向，它卻不能直接驅動它們，因為它的功率（電流和電壓）輸出非常有限。
另一方面，馬達控制器可以提供所需電壓的電流，但不能決定馬達應該轉動多快。

四、機器人組裝

瓦楞紙、木材、金屬薄板、3D 列印等等。

五、控制與算法

這是我們激光 slam 小車專題的重點，後面文章會詳細闡述。