用树莓派DIY波士顿机器狗，帮你省下50万：教程开源，人人皆可上手
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53 萬(wàn)一只的波士頓動(dòng)力機(jī)器狗，玩不起怎么辦？
不如利用開(kāi)源項(xiàng)目，拿樹(shù)莓派 DIY 一個(gè)，成本不到 4000 元。
這么一站，是不是就有波士頓動(dòng)力狗那種 feel 了？
先來(lái)個(gè)熱身運(yùn)動(dòng)，展示一下靈活的關(guān)節(jié)：
通過(guò)三軸身體姿態(tài)控制，這樣一只樹(shù)莓派版波士頓動(dòng)力狗，可以實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)模式。
一種是小跑姿態(tài)。這種 4 相步態(tài)下，機(jī)器狗對(duì)角線上的兩腿同時(shí)移動(dòng)，能達(dá)到更快的移動(dòng)速度。
另一種是步行姿態(tài)。這種結(jié)合身體運(yùn)動(dòng)的 8 相步態(tài)，有助于保持機(jī)器狗的平衡和穩(wěn)定性。
這只機(jī)器狗由外國(guó)小哥Michael Romanko打造。
是不是感到有一絲心動(dòng)？
那么不妨接著往下看，拿好這份精確到每個(gè)細(xì)節(jié)的開(kāi)源教程，擁有自己的迷你波士頓動(dòng)力狗不是夢(mèng)。（狗頭）
硬件成本不到 4000 元
這只樹(shù)莓派機(jī)器狗基于開(kāi)源的 ThingVerse Spot Micro 框架打造。外殼部分由噴嘴 0.6 的 3D 打印機(jī)制作。
軟件部分在運(yùn)行 Ubuntu 16.04 的樹(shù)莓派 3B 計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
所以首先，需要準(zhǔn)備一個(gè)價(jià)值人民幣230 元左右的樹(shù)莓派 3B 開(kāi)發(fā)板。
控制部分的組件，包括價(jià)格不到30 元，接口為 I2C 的伺服驅(qū)動(dòng) PCA9685。
以及 12 個(gè)伺服電機(jī) PDI-HV5523MG，單個(gè)價(jià)格約為70+ 元。
另外，還需要配備一塊 16×2，I2C 接口的液晶顯示器。
電池方面，采用的是 2s 4000mAh 的鋰電池，直接連接電源伺服，價(jià)格在160 元左右。
穩(wěn)壓器用到的是 HKU5 5V/5A UBEC，為樹(shù)莓派、液晶面板、PCA9695 控制板供電，價(jià)格折合人民幣約為45 元。
整個(gè)一套下來(lái)，算上 3D 打印機(jī)，成本不超過(guò) 4000 元，甚至比斯坦福的廉價(jià)開(kāi)源四足機(jī)器人 Pupper 成本（600-1000 美元）更低。
△斯坦福 Pupper
精確到每個(gè)細(xì)節(jié)的教程
Mike 組裝教程比較簡(jiǎn)略，但是給出自己參考的一個(gè)“微型機(jī)器狗 AI”（SpotMicroAI）社區(qū)。
SpotMicroAI 的教程可謂是“手把手”，撰寫(xiě)教程的工程師幾乎提供了組裝機(jī)器狗的每一步詳細(xì)，甚至連如何 SSH 連接到樹(shù)莓派的方法都有，力求每個(gè)人都能看懂。
首先是為樹(shù)莓派安裝操作系統(tǒng)，建議安裝PINN，這是一個(gè)增強(qiáng)版的 NOOBS 操作系統(tǒng)安裝器。
安裝好以后，系統(tǒng)自帶 SSH 和 VNC，無(wú)需給樹(shù)莓派外接鍵鼠，可通過(guò)遠(yuǎn)程方式對(duì)其進(jìn)行調(diào)試。
△成功通過(guò) VNC 連接到樹(shù)莓派
在 PINN 的眾多操作系統(tǒng)選項(xiàng)中選擇安裝 Raspbian Lite。此后將斷開(kāi) VNC 連接，全部用 SSH 連接到樹(shù)莓派。
樹(shù)莓派系統(tǒng)自帶 FTP，為了方便初學(xué)者在電腦和樹(shù)莓派之間傳輸文件，建議安裝 FileZilla 軟件。
輸入樹(shù)莓派的 IP 地址、用戶名、密碼、端口 22，點(diǎn)擊 Quickconnect 即可連上樹(shù)莓派的文件系統(tǒng)。現(xiàn)在，您可以根據(jù)需要從 SpotMicroAI 拖放文件。
接下來(lái)進(jìn)入最關(guān)鍵的步驟，安裝機(jī)器狗控制軟件，為了簡(jiǎn)化安裝，作者已經(jīng)寫(xiě)好了腳本，安裝過(guò)程自動(dòng)完成：
ssh pi@192.168.1.XXcurl
https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-/raw/master/utilities/self_install.sh bash
然后啟動(dòng)通訊總線 I2C。打開(kāi)終端并運(yùn)行以下命令：
sudo raspi-config
然后從顯示選項(xiàng)進(jìn)行以下更改：Interfacing options → Enable I2C
再按照下圖的方式將所有硬件和樹(shù)莓派連接起來(lái)：
機(jī)器狗外殼的 3D 打印文件也同時(shí)附送，作者建議使用 0.6mm 的噴嘴，層高設(shè)置為 0.3mm，可以最大限度地加快打印速度。
完成硬件組裝后就是軟件調(diào)試部分。
先下載 JSON 的格式的默認(rèn)配置文件：https : //gitlab.com/custom_robots/spotmicroai/basic-runtime/-//blob/master/spotmicroai.default，將該文件放在用戶主目錄下。
打開(kāi)校準(zhǔn)工具，對(duì) 12 個(gè)伺服點(diǎn)擊進(jìn)行校準(zhǔn)，找到機(jī)器狗“休息”時(shí)電機(jī)的初始位置。
cd ~/spotmicroai/calibration./calibration.sh
經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后的機(jī)器狗，就可以做出各種動(dòng)作了。
等等，給機(jī)器狗尾部安裝的顯示屏有什么用呢？其實(shí)它可幫我們快速看到機(jī)器狗當(dāng)前的狀態(tài)。
比如，在上面的面板里，我們能看到樹(shù)莓派 CPU 當(dāng)前的溫度、與外部控制器的連接狀態(tài)、伺服控制板狀態(tài)，等等。
至此迷你機(jī)器狗就大功告成了。如果你不僅想組裝它，還想學(xué)習(xí)更高階的開(kāi)發(fā)教程，那么可以去看一下 Extra 里的內(nèi)容。
下一步計(jì)劃
現(xiàn)在 Mike 的迷你機(jī)器狗只能做一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作，Mike 下一步的計(jì)劃是讓它和波士頓動(dòng)力的機(jī)器狗一樣智能。Mike 未來(lái)的目標(biāo)是：
1、加入激光雷達(dá)，通過(guò) SLAM 實(shí)現(xiàn)房間的簡(jiǎn)單 2D 映射。就像原版的波士頓動(dòng)力機(jī)器狗一樣。
現(xiàn)在已經(jīng)有人實(shí)現(xiàn)了 Mike 的第一個(gè)目標(biāo)：
2、開(kāi)發(fā)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)模塊，指導(dǎo)機(jī)器人圍繞感測(cè)到的 2D 環(huán)境執(zhí)行簡(jiǎn)單任務(wù)。例如在房間中導(dǎo)航，并避免撞到障礙物。
3、結(jié)合攝像頭或網(wǎng)絡(luò)攝像頭創(chuàng)建軟件模塊，進(jìn)行基本的圖像分類。例如，感知到拳頭的閉合和張開(kāi)，讓機(jī)器人對(duì)某個(gè)動(dòng)作做出特定反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)控制。
網(wǎng)友：整起來(lái)
自己動(dòng)手 DIY“波士頓動(dòng)力狗”，這樣的實(shí)踐連樹(shù)莓派官方都點(diǎn)了贊。
網(wǎng)友們則紛紛表示：鵝妹子嚶，這真的很酷。
也有人迫不及待，打算自己動(dòng)手做起來(lái)了。
那么，整起來(lái)？
參考鏈接：
https://www.raspberrypi.org/blog/mini-raspberry-pi-boston-dynamics-inspired-robot/
https://github.com/mike4192/spotMicro#Overview
https://gitlab.com/custom_robots/spotmicroai
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的用树莓派DIY波士顿机器狗，帮你省下50万：教程开源，人人皆可上手的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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