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在嵌入式平臺上搭建實時音視頻傳輸機器人,這個團隊做了樹莓派做不到的事
CrazyPi,為機器人開發(fā)而生。
「國外有個年輕的爸爸,他希望用我們的 CrazyPi 開發(fā)板做一個實時導航系統(tǒng),用于教他的小孩怎樣爬行。」
CrazyPi 的創(chuàng)造者,趣之科技創(chuàng)始人 Bred(張研) 對深圳灣編輯說, CrazyPi 還沒有正式上眾籌,就吸引了國外大批極客以及機器人開發(fā)者,他們通過郵件和 Facebook表達了對 CrazyPi 強烈的興趣,上述這個腦洞有點大的外國爸爸也只是千萬 CrazyPi 愛好者中的一個。
每個熱愛技術的開發(fā)者似乎都有一個關于機器人的夢,從國外開發(fā)者對 CrazyPi 所表現(xiàn)出的熱情就能佐證,而這個「夢」也是 Bred 創(chuàng)造 CrazyPi 的原點。
在收到大量外國開發(fā)者郵件和鼓勵后,Bred 對 CrazyPi 開發(fā)套件的此次 Kickstarter 眾籌和未來的發(fā)展更加充滿了信心。

CrazyPi 的創(chuàng)造者,趣之科技創(chuàng)始人 Bred
與開源硬件的第一次親密接觸
2013 年,還在騰訊 QQ 空間產(chǎn)品中心做 Linux 云服務研發(fā)的 Bred,在一次騰訊內(nèi)部組織的創(chuàng)客開源會議上接觸到了樹莓派以及開源硬件的概念。樹莓派本質(zhì)上是一臺迷你 PC,基于 Linux ,擁有 PC 所不具備的便攜性,這些特點足以打動任何擁有技術情節(jié)的極客之心。
「樹莓派就像打開了一片新的天地,」Bred 至今還難以掩飾第一次接觸樹莓派時的興奮,「這是我一直想要做的事情,之前都沒發(fā)現(xiàn),原來還有像樹莓派這么酷的東西。」
2015 年 8 月,Bred 離開騰訊,在朋友的幫助下,找到了幾個志同道合的機器人愛好者,組建了現(xiàn)在的趣之團隊,進軍開源硬件領域,實現(xiàn)曾經(jīng)的技術理想。說起團隊的建立,他感慨:「能找到這幾個合伙人是特別幸運的一件事,雖然人數(shù)還不太多,但是我們現(xiàn)有的團隊基本上覆蓋了理想中 IOT & 機器人方向上所需的所有核心技術。」

趣之的團隊
不過,市面上充斥著大量的開源硬件產(chǎn)品,其中不乏 Arduino 和樹莓派這樣強大的競爭對手,新入局者想要從中分到一杯羹并不是件容易的事情,在產(chǎn)品定位和用戶需求的抓取上尤其要精確。
目前主流的開源硬件產(chǎn)品大概可分為三類: 一是,類 Arduino 產(chǎn)品,這此類開發(fā)板上手容易,但實現(xiàn)的功能也相對比較簡單;二是,路由器類,這類產(chǎn)品可以實現(xiàn)簡單的路由功能和 IoT 物聯(lián)功能,可以跑簡單的操作系統(tǒng),但性能仍然有限;第三,就是樹莓派和 Beaglebone ,這類產(chǎn)品功能強大,可以直接作為迷你 PC 來使用。而樹莓派也是 CrazyPi 直接對標的產(chǎn)品。

「樹莓派已經(jīng)銷售了 1300 萬套,成為僅次于 Windows 和 Mac 的第三大計算平臺,根據(jù)樹莓派官方的統(tǒng)計,樹莓派的用戶中,有近二分之一用它來進行 IOT & 機器人相關開發(fā),估計有 500 到 600 萬人。」
「盡管有大量的開發(fā)者使用樹莓派開發(fā)機器人產(chǎn)品,但實際上,樹莓派對機器人開發(fā)的支持并不友好,」對于用樹莓派開發(fā)機器人的弊端,Bred 是這樣認為的。
「首先,樹莓派是基于 MiniPC 的初衷來設計的;第二,機器人開發(fā)者需要 ROS 和 IoT 的支持,單靠樹莓派是不夠的;第三,也是最重要的一點,樹莓派在實時音視頻傳輸這塊做得很少,但我們通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),機器人開發(fā)者對實時音視頻傳輸有著強烈的需求,其應用領域也相當廣泛。」
而這,也就促成了 CrazyPi 開發(fā)套件的誕生。
CrazyPi 的核心是遠程實時感知和控制
趣之為此設計了 P2M 云服務,Person to Machine 的實時數(shù)據(jù)傳輸,圍繞「實時音視頻傳輸」核心技能, CrazyPi 上加入了 SLAM 導航、地圖繪制、實時遠端控制幾個功能。
「你可以將 CrazyPi 放到任何新的、未知的環(huán)境里,然后選擇一個目的地,CrazyPi 就能用開發(fā)套件中的 4K 激光雷達通過 SLAM 技術自動繪制地圖,并且實現(xiàn)指哪走哪」Bred 說到。

SLAM 導航和地圖繪制
值得一提的是,為了保證 CrazyPi 擁有最佳的 SLAM 能力,以及相對便宜的價格,CrazyPi 采用了自有品牌的 2D 激光雷達。和市面上主流的同類型激光雷達品牌(如 SICK 北陽、思嵐)相比,趣之自有品牌的激光雷達擁有很強的性價優(yōu)勢。
另外,在計算能力有限的 ARM 嵌入式平臺上做實時可視的 SLAM 導航和實時 720P 視頻傳輸,本身就是件非常冒險的事情。Bred坦言,為了實現(xiàn)這一功能并且實現(xiàn)商業(yè)化可以接受的成本,他們幾乎榨干了 CPU 的性能。CrazyPi 采用的是基于 ARM Cortex-A7 架構的 4 核 CPU,為了優(yōu)化性能,每個核的計算內(nèi)容都必須精心設計。

CrazyPi 4K 激光雷達
「ARM 架構的 CPU 在計算能力上遠不如 X86 的 CPU,所以我們必須充分利用每個的核計算能力,如果讓系統(tǒng)自由分配計算任務的話,很容易就會將 CPU 的某個核撐爆,」不過,他似乎對最終實現(xiàn)的效果相當滿意,「CrazyPi 實現(xiàn)的這些功能是非常新穎和有趣的,世界很多地方的開發(fā)者和maker們都在期待著。」
在遠程連接方面,開發(fā)者可以通過 Web 端或者 App 來控制 CrazyPi,或者云端編程,同時 CrazyPi 上的相關參數(shù)數(shù)據(jù)會實時傳輸?shù)缴衔粰C,不像樹莓派需要通過 HDMI 線連接到顯示屏上才能查詢板上數(shù)據(jù)。WiFi、4G、藍牙多種連接方式的提供,能夠讓開發(fā)者隨時隨地地控制 CrazyPi 機器人,用 Bred 的話講,就是「無論你在地球的任何角落,都可以控制 CrazyPi」。

Web 端控制 CrazyPi

手機 App 控制 CrazyPi
做 IOT & 機器人領域的主板之王
若只強調(diào) CrazyPi 的實時音視頻傳輸以及 SLAM 功能,那 CrazyPi 也只能當作一臺用于 SLAM 測繪的工具小車,但 Bred 想讓 CrazyPi 擁有更加廣闊的應用空間,這就需要大量擴展模塊以及開發(fā)資源的支持。
一款機器人產(chǎn)品需要用到不同的功能模塊,但不少機器人開發(fā)套件的模塊價格昂貴,而且接口不統(tǒng)一。趣之為了讓開發(fā)者更加方便地做出產(chǎn)品,提供了大量功能模塊,包括揚聲器、氣壓計、攝像頭、小車主板、萬向節(jié)等模塊。模塊間采用 USB 或者磁吸方式連接,簡單可用,并且驅(qū)動模塊也已經(jīng)裝好,降低開發(fā)者的上手難度。

模塊連接簡單
現(xiàn)在來看,在 ARM 平臺上安裝 ROS 都是一件很麻煩的事情,為了省去開發(fā)者裝系統(tǒng)和在實現(xiàn)用例上的麻煩,CrazyPi 中預裝了 ROS 機器人操作系統(tǒng)、Ubuntu系統(tǒng),以及大量的工具軟件和實例,只要開發(fā)者了解 ROS 和 Linux ,就能快速「上手可用」。
相關的機器人開發(fā)樣例也會在官方 Github 上開源出來,不同于樹莓派「偽開源」,CrazyPi 支持商業(yè)產(chǎn)品的完全可定制和剪裁服務,對此,Bred表示:「CrazyPi 已經(jīng)從開發(fā)者原型落地到商業(yè)應用。」
與 uArm 開源機械臂的合作,則更加拓寬了 CrazyPi 的想象空間。趣之最早接觸 uArm 團隊,是希望請教品牌出海的經(jīng)驗,uArm 曾經(jīng)在 KS上 做出過非常耀眼的成績。他們在溝通過程中發(fā)現(xiàn),uArm 的產(chǎn)品能夠和 CrazyPi 很好的結(jié)合起來,實現(xiàn)可實時感知和遠控的機械臂。對此,雙方一拍即合,uArm 和 CrazyPi 結(jié)合的產(chǎn)品將作為終極套件出現(xiàn)在眾籌活動中。他們也再籌備未來一起拓展機器人教育市場的嘗試。

豐富的外部資源模塊
另外,據(jù) Bred 介紹,為了讓大量的樹莓派開發(fā)者更好地過渡到 CrazyPi 上,趣之在 CrazyPi 與樹莓派的兼容上做了不少的工作。通過 CrazyPi 的配件和 P2M 服務,開發(fā)者同樣可以將你的樹莓派轉(zhuǎn)化為擁有 SLAM 和遠程音視頻傳輸功能的機器人,實現(xiàn)樹莓派到 CrazyPi 的無縫過渡。
作為一款開源硬件產(chǎn)品,豐富的資源、模塊及服務的支持,對于其社區(qū)和生態(tài)的快速發(fā)展必不可少,「我希望通過我們的技術和支持,將 CrazyPi Kit 打造成 IOT & 機器人開發(fā)者最好用的工具,互聯(lián)網(wǎng)時代你需要的是一臺 Thinkpad,而在 IOT 和 Robotics 的新紀元你需要的是 CrazyPi !」

CrazyPi 和 uArm 的合作
寄托在 CrazyPi 上的野心,Bred 毫不掩飾,這或許跟他崇拜的極客精神有很深的關聯(lián)。
「我認為,一個真正的極客,他的內(nèi)心一定是瘋狂的,要么有瘋狂的想法、要么有瘋狂的執(zhí)行力、要么有瘋狂的創(chuàng)力,就像當年在車庫里造電腦的蘋果公司一樣」對于「CrazyPi」名字的由來,Bred 是這樣解釋的。
「這些本質(zhì)上都是源于對技術的熱愛,一個人一旦選擇了技術,終身都是工程師,總會有創(chuàng)造的情節(jié),實現(xiàn)瘋狂的想法。」
據(jù) Bred 透露,目前 CrazyPi 開發(fā)板可以提供 3K 的供貨量,10K 內(nèi)的小批量生產(chǎn)也沒問題。在此次眾籌之后,趣之便籌備下一輪融資,用于 CrazyPi 的量產(chǎn)和產(chǎn)品的優(yōu)化。