摘要 在我的想象中機器人首先應該能自由的走來走去，然後應該能流利的與主人對話。朝著這個理想，我準備設計一個能自由行走，並且可以與人語音對話的機器人。實現的關鍵是讓機器人能通過感測器感知周圍環境，並通過機器人大腦處理並輸出反饋和執行動作。本章節涉及到的感測器有激光雷達、IMU、輪式里程計、麥克風、音響 ...
摘要
在我的想象中機器人首先應該能自由的走來走去，然後應該能流利的與主人對話。朝著這個理想，我準備設計一個能自由行走，並且可以與人語音對話的機器人。實現的關鍵是讓機器人能通過感測器感知周圍環境，並通過機器人大腦處理並輸出反饋和執行動作。本章節涉及到的感測器有激光雷達、IMU、輪式里程計、麥克風、音響、攝像頭，和用於處理信息的嵌入式主板。關於感測器的ROS驅動程式開發和在機器人上的使用在後面的章節會展開，本章節重點對機器人感測器和嵌入式主板進行講解，主要內容：
5.機器人大腦嵌入式主板性能對比
從事SLAM與機器人導航也有幾年時間了，期間用過不少的嵌入式主板做開發。機器人是軟硬體結合的一個實體，這裡就對機器人的大腦（嵌入式主板）進行一些討論。結合我用過的一些嵌入式開發板，展開對比分析，具體型號如圖32。
（圖32）我用過的嵌入式板型號
5.1.樹莓派3
樹莓派一直很火，現在已經推出第三代了。這裡放一張樹莓派0、樹莓派2、樹莓派3的全家福吧，如圖33。
（圖33）樹莓派全家福
接下來看看具體的性能參數，如圖34。如果想瞭解更多關於樹莓派的資料，可以閱讀樹莓派的wiki教程https://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi。
（圖34）樹莓派性能參數
樹莓派3，售價200RMB左右，CPU是1.2Ghz ARM-Cortex-A53，記憶體1GB，板載wifi模塊，還有一個多媒體顯示GPU（不過感覺沒什麼用）。CPU和記憶體配置算的的上是同等價位嵌入式主板的戰鬥機了，板載wifi這個也很實用。雖然樹莓派支持安裝很多種linux系統，由於我這裡要跑ROS機器人系統，所以我選擇了安裝ubuntu-mate-16.04, ubuntu-mate-16.04 LTS實際上是ubuntu-16.04 LTS的一部分，為桌面、Raspberry Pi 2和3單片機準備的，這也是Ubuntu MATE的首個LTS長期支持版，亮點在於包含MATE 1.12.1桌面環境，針對平板支持多點觸控和“自然滾動”，對多屏幕設置提供更好的支持，更好的會話管理，擴展的systemd支持，改進過的Power小程式——可顯示產品型號和提供商信息等內容。
（圖35）ubuntu-mate-16.04系統界面
安裝好ubuntu-mate-16.04操作系統後，上電可以看到圖35所示的系統界面，就可以安裝kinetic版本的ROS了，然後就可以驗證SLAM演算法了。Gmapping激光SLAM建圖和ros-navigation自動導航跑的都很順暢；google-cartographer進行建圖和重定位也沒什麼問題；跑ORB-SLAM2的Mono模式就不太行了，幀率5幀以內。
5.2.Firefly-RK3399
螢火蟲開發板還是很強大的板子分RK3288和RK3399兩個版本，先看一下官方的宣傳廣告。
（圖36）Firefly-RK3399
如圖36所示，RK3399雙核CortexA72+四核CortexA53的CPU和2GB/4GB可選配的記憶體，一看這些配置就知道很強大，的確跑各種視覺演算法很不錯，不過1000RMB的售價感覺有點小貴。
5.3.Nvidia-jetson-TK1
（圖37）Nvidia-jetson-TK1
Tegra K1是Nvidia推出的一款AI級別的嵌入式主板，ARM-Cortex-A15的CPU，192個CUDA核心的kepler架構的GPU，2GB記憶體，如圖37。有人用Tegra K1做了一個計算集群，感覺還挺有意思的，如圖38。
（圖38）Nvidia-jetson-TK1計算集群
5.4.Nvidia-jetson-TX2
Jetson TX2的是可以作為核武器的處理器的（@~@），性能是十分強大的。簡單的智能小車或者機器人不推薦使用TX2，性價比比較低。利用TX2做處理器，控制移動平臺（高精度的小車底盤）做SLAM我覺得是一個相當有意思的項目，TX2的處理能力非常適合實現機器視覺。
（圖39）Nvidia-jetson-TX2
圖39中左邊是官方的開發板和擴展板，不過由於官方擴展板體積太大了用在很多地方不方便，於是網上推出了一款小巧的擴展板Connect Tech Inc很不錯。
（圖40）Nvidia-jetson-TX1/2性能參數
這個是性能表，看上去也是叼叼的，不過售價不便宜接近5000RMB。。。
5.5.Intel-NUC
前面介紹的都是ARM架構的主板，現在介紹一款X86架構的主板NUC。
（圖41）Intel-NUC
之前用過Intel-NUC7-i7,19V供電65W功耗感覺不適合嵌入式級別的應用場合，而且3000RMB的售價也沒法和Nvidia-jetson-TX2比較性價比，所以不推薦在機器人上使用。
5.6.Intel-Edison
其實這是intel一個失敗的嘗試，主打物聯網應用，CPU採用intel的Atom處理器，最大的亮點是可以在主板上直接擴展Ardunio單片機開發板。如圖42。
（圖42）Intel-Edison
其實個人不推薦用Edison來開發SLAM演算法，不過也有公司做這方面的嘗試，比如上海思嵐科技的SLAMWARE-CORE就是Edison的模仿者。
（圖43）SLAMWARE-CORE
5.7.Google-Tango-phone
其實Tango-phone是一個完整的AR方案，手機內集成了深度相機和VO視覺里程計。
（圖44）Tango-phone
看網上的演示視頻也是十分的炫酷，不過最終這個項目還是沒有在google中火起來，可能還是存在不少問題的吧。
5.8.總結
（圖45）性能對比
最後，總結一些各個開發板的性能對比，見圖45。玩機器人和SLAM的朋友們，如果是中低端需求推薦樹莓派3，高端需求推薦jetson-TX2。
後記
如果大家對博文的相關類容感興趣，或有什麼技術疑問，歡迎加入下麵的《SLAM+語音機器人DIY》QQ技術交流群，一起討論學習^_^
