准备好开发人型机器人了吗?使用 EC-Engineer Web 在 Nvidia Jetson AGX Orin 上进行诊断

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引言

我们在日常业务中发现,人型机器人开发已成为全球范围内的重要趋势。而 Nvidia Jetson AGX Orin 是推动该领域技术发展的关键组件之一。这款强大的 AI 与边缘计算设备正在突破技术极限,将开发提升到全新维度。

由于人型机器人属于移动应用场景,无线解决方案变得越来越重要。当 EC-Master 软件运行在 EtherCAT 主站设备(MainDevice)上时,EC-Engineer Web 可轻松实现远程连接以进行诊断。

在本文中,我们将深入介绍 EC-Engineer Web。这款应用有哪些优势?如何进行部署?

最后,我们将在 Linux 上运行一些驱动器,展示运动控制、实时性与机器人技术如何共同推动人型机器人开发。

什么是 EC-Engineer Web?

EC-Engineer Web 是一款功能强大的 EtherCAT 网络配置与诊断工具。作为基于 Web 的应用程序,它提供了与传统 EC-Engineer 相似的功能。该应用可创建并导出 ENI(EtherCAT 网络信息)文件,这是 EC-Master 初始化并控制 EtherCAT 网络所必需的。

除了配置功能外,EC-Engineer Web 的一大优势在于网络诊断。它支持网络监控、变量强制、查看主站与各个从站的状态、显示错误计数器等多种功能。例如,集成工具“Mismatch Analyzer”可分析配置与实际连接网络之间的偏差,有助于 EtherCAT 网络的搭建与调试。

EC-Engineer Web 使用标准浏览器作为用户界面,可连接至任何安装了 Windows 或 Linux 的主站设备。

在我们的应用架构中,如下图所示(图 1),主站设备运行在 Nvidia Jetson AGX Orin 上的 Linux 系统中,并搭载 EC-Master。EC-Engineer Web 的业务逻辑包括标准核心逻辑与 ENI 引擎,与传统 EC-Engineer 相同。此外,该应用还集成了 ASP.NET Core Web 应用框架,用于构建动态 Web 应用程序。

图 1:EC-Engineer Web 的系统架构

设置 EC-Engineer Web

在主站设备上,EC-Engineer Web 可通过不同的安装包轻松部署于 Windows、Linux 或 MacOS 系统。启动 Linux tegra-ubuntu 计算模块的 shell 后,进入正确目录并使用以下命令启动应用(代码片段 1):

./EcEngineerWeb

代码片段 1:启动 EcEngineerWeb 应用

应用启动后,即可建立连接,如下图所示(图 2)。EC-Engineer Web 现已准备好通过本地浏览器(localhost)端口 5000 进行访问。

图 2:EcEngineerWeb 准备连接

启动主站上的 EcMasterDemo 后,EC-Engineer Web 即可连接系统。通过友好的 Web 界面,所有相关数据可在标准浏览器(如 Chrome、Firefox、Edge、Safari 等)中进行可视化展示。

为了确定浏览器应连接的 IP 地址,需先确认 EC-Master 使用哪个网络接口进行 EtherCAT 通信。使用命令 ifconfig 可查看以太网适配器 eth2 被用于 EtherCAT 通信,并读取相关 IP 地址(见图 3)。

图 3:命令 ifconfig 显示以太网适配器

随后,用户可查看系统概览(图 4),包括主站当前状态、从站数量与状态、当前内存使用情况等信息。

图 4:EcEngineerWeb 应用中的系统信息

EC-Engineer Web 还支持访问 CoE 对象字典。该标签页展示系统的所有相关数据(见图 5),如软硬件版本、标识信息、ID、限制参数与配置设置等。

图 5:在 EcEngineerWeb 中访问对象字典

在实时 Linux 上运行 EC-Motion Advanced

为了展示电机“运动”的效果,我们将深入介绍 EC-Motion Advanced。这是 EC-Master 的运动控制扩展模块,支持基于 CiA402 轮廓的驱动器控制,符合 ETG 实施规范 ETG.6010。示例程序 EcMasterDemoMotionAdvanced 支持周期同步位置(CSP)与周期同步速度(CSV)两种运行模式。

在启动应用之前,需先为 Linux 系统配置实时设置,包括配置 RT PREEMPT 内核、加载 acontis 实时以太网驱动、集成 atemsys 内核模块。具体步骤可参考我们近期博客文章。

完成实时配置后,启动 EcMasterDemoMotionAdvanced 应用。关于所连接的驱动器,我们使用了 Copley Controls 的直流伺服驱动器 AcceInet BE2,搭配两个带编码器的无刷步进电机,如图 6 所示。

图 6:机械与电气连接示意图

使用以下命令启动应用(代码片段 2):

./EcMasterDemoMotionAdvanced -intelgbe 1 1 -f eni.xml -b 1000

代码片段 2:启动 EcMasterDemoMotionAdvanced 应用

该应用使用 Intel 千兆网卡的实时以太网驱动,ENI 文件描述了从站设备及其参数(-f eni.xml)。测试中设置周期时间为 1 毫秒(-b 1000)。

启动后,应用扫描从站设备并进入运行模式(见图 7)。

图 7:运行模式界面

电机开始旋转后,可通过访问 PDO 映像中的变量,深入了解各项参数。如图 8 所示,我们可以监控某个电机的实际速度。

图 8:在 EC-Engineer Web 中访问 PDO 映像

总结

希望本文能向您展示如何轻松通过 EC-Engineer Web 远程连接至 Nvidia Jetson AGX Orin 或其他 Linux 控制器。尤其在人型机器人或其他移动机器人应用中,这款无线且灵活的 EtherCAT 设备配置与监控工具将大大简化开发流程。

结合运行于 Linux 系统上的 EC-Master 与运动控制库 EC-Motion Advanced,这是一套面向创新开发的理想解决方案。