一起打造自己的自动驾驶小车mycar - 2.硬件组装

Assembled Car

1. 完成态

上图是本人组装完成的小车，外观跟其他的开源小车有些差别。小车的搭建主要参照Donkey car，考虑到后面需要再安装一个激光雷达，所以因地制宜，预留了一个二层平台，在上面可以安装激光雷达，IMU等。下图是Donkey car的外观：

Donkey car

摄像头的位置是不同的，我只是去掉了Donkey car的那个3脚的摄像头支架，再搭了一层底板。

• 注意：在装激光雷达之前，也可以不装二层平台，这样简单一些。完全按照Donkey car去搭建就可以了。

2. 零件

2.1 主板

主板采用Jetson Nano B01，支持双目摄像头，支持CUDA。单主板的售价约700，不要买贵了。使用树莓派4B应该也可以，考虑到可能需要在小车上跑一些模型，所以使用Jetson Nano会好点。

Jetson Nano

主板支持micro usb供电和5V直流，注意出厂默认是micro usb，如果使用5V直流，需要把主板5V插座后面的跳线向下移动一格。

使用5V 3A的直流电源可以让主板工作在MAXN的最大性能模式，否则是默认的5W模式。

除了单主板以外需要增加的配件：

• micro SD卡：用来烧录系统和作为主板存储。
• 无线网卡：Jetson Nano没有板载WIFI，因此需要另购安装。
• 5V 3A电源

主板+micro SD卡到货后按Nvidia官网的文章操作就可以上手了：
https://developer.nvidia.com/embedded/learn/get-started-jetson-nano-devkit

2.2 摄像头

采用Jetson Nano支持的IMX219模块广角160度的CSI摄像头。大概140元。

Camera

Camera Mounted

2.3 车架

车架采用1/16的遥控大脚车，也是Donkey car的型号，HSP无限有刷电动遥控大脚车型号94186，含遥控价格约388。

HSP 94186

拆掉车壳后的结构：

Car chassis

这个车有1100MA的7.2V镍氢电池，2通道遥控 + 接收 + 电子调速器(ESC, Electric Speed Controller)。

我们需要用到的是它的动力电池，ESC和转向舵机，所以遥控和接收器其实不是必需的。

但老实说这个玩具车挺好玩的，速度可达30KM/H，玩起来挺过瘾的。

2.4 3D打印配件

用于安装固定主板的板子需要用Donkey car的3D模型文件去打印，某鱼上的3D打印服务只需要几十元钱就可以打印了。如果是按照我的方式组装两层平台的话，只需要打印2个底板和1个Jetson Nano适配板就可以了。下图没有展示适配板，它是一块3D打印出来的小塑料板，上面的螺丝孔位才能固定Jetson Nano；底板上的螺丝孔位原先是用于固定树莓派的。

3D Printed Model

3D模型文件地址：https://www.thingiverse.com/thing:2566276

2.5 充电宝

充电宝是用来给主板供电的，用10000MA、2-3A的充电宝比较合适，长而扁的比较容易安装绑定到车子上。大概60元钱。

2.6 摄像头支架

我的摄像头不是用Donkey car 3D打印的架子固定的，而是用了一个金属架子。这个架子其实Jetson Nano金属盒的一部分，如果买到单独的架子就最好了。

这个金属盒子要69元，但我只用到了下面的组件2、3。

Metal Box

Metal Parts

2.7 舵机驱动板

用于发出PWM信号来传给ESC、转向舵机进行动作。大脚车原先是用遥控接收器来发出PWM信号的，现在我们要用连接Jetson Nano的这个小板子来进行。采用的也是Donkey car推荐的型号，16路PWM舵机驱动板IIC接口驱动器模块PCA9685，约18元。

PCA9685

2.8 蓝牙游戏手柄

我们在后面会编程使用手机网页来手动控制小车的移动，在更后面会手动控制小车在车道上行驶产生训练数据。但用实体的游戏手柄是最顺手的，我们可以使用手上现有的游戏手柄，如PS2、PS3、XBox One手柄等。

我手上有一个小鸡游戏手柄G3，约100元买的。

Bluetooth Joystick

2.9 其他物料、工具

可能用到的工具有：

• USB转直流连接线，用于从充电宝连接到主板供电口
• M2螺丝，用于固定适配板和主板、金属摄像头支架
• M3螺丝，用于固定支撑铜柱或摄像头3脚架
• M3x60MM支撑铜柱，用于支撑二层平台
• 10/20cm长的自锁尼龙绑带，用于捆扎线材或绑住充电宝
• 10/30cm杜邦线，用于连接主板和PCA9685
• 直流小电钻，用于钻孔固定金属摄像头支架

一些配图如下：

Dupon Wire

Screws

Metal bar

3. 装配

当你能配齐以上东西的时候，就会发现安装是很简单的事情了。

1. 【可选】在3D打印底板前面钻2个小孔来固定金属摄像头支架，如果是Donkey car方案可以忽略这步
2. 【可选】用小电钻在2块3D打印底板上后部两个原来M2大小的孔钻成M3大小的孔，加上前部2个原来M3的孔，用于固定支撑铜柱，如果不安装第二层平台可以忽略这步
3. 用M2螺丝安装适配板到底板上，用M2螺丝把Jetson Nano安装到适配板上
4. 用M2螺丝把PCA9685固定到底板上
5. 用4根10CM杜邦线连接主板和PCA9685，对应接线为：
   J41 Pin 3 (SDA) -> PCA9685 SDA
   J41 Pin 5 (SCL) -> PCA9685 SCL
   J41 Pin 1 (3.3V) -> PCA9685 VCC
   J41 Pin 6 (GND) -> PCA9685 GND
6. 把小车ESC原先接到遥控接收器的2条排线接到PCA9685的第1、2路PWM输出上，注意方向舵机的排线接到第1路输出
7. 把底板固定到小车上
8. 把充电宝用尼龙扎带固定到底板下面，用USB转直流线连接充电宝和主板

以上步骤有不清楚的地方可以参考Donkey car的搭建文档，上面也有视频教程：http://docs.donkeycar.com/guide/build_hardware/

恭喜，小车到此准备好了，接下来我们开始写程序了。

预告：下一篇介绍如何编程实现手柄、手机控制小车移动，敬请期待！

Web Control