高性能遙控潛水器，價(jià)格僅為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的一小部分。

從一個(gè)低成本、高性能的水下推進(jìn)器激情項(xiàng)目，Blue Robotics應(yīng)運(yùn)而生。如今，該公司生產(chǎn)的Raspberry Pi控制潛水器已成為世界上最實(shí)惠的高性能遙控潛水器（ROV）。

機(jī)械工程師拉斯蒂·杰漢吉爾在航空航天和無(wú)人機(jī)領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，曾參與過(guò)軍用級(jí)無(wú)人機(jī)直升機(jī)的研發(fā)。在征服天空之后，他將目光投向了海洋。他為自己設(shè)定了一個(gè)挑戰(zhàn)：使用太陽(yáng)能駕駛一塊自主沖浪板從洛杉磯一路開(kāi)到夏威夷——對(duì)于一個(gè)有著如此專業(yè)背景的人來(lái)說(shuō)，這并非遙不可及的夢(mèng)想。

成本而非技術(shù)障礙促使他創(chuàng)造了自己完成這一雄心勃勃項(xiàng)目的方法，并促使他設(shè)計(jì)出了至關(guān)重要的缺失元素：一個(gè)堅(jiān)固耐用、動(dòng)力強(qiáng)勁且價(jià)格低廉的推進(jìn)器電機(jī)，足以推動(dòng)他的自主沖浪板完成4000公里的航行。杰漢吉爾的努力激發(fā)了專業(yè)水下探險(xiǎn)家的想象力，他們接受了他的愿景——一個(gè)由Raspberry Pi控制的水下推進(jìn)器電機(jī)。看到這一機(jī)會(huì)后，他圍繞自己高性能且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的設(shè)計(jì)創(chuàng)立了Blue Robotics。

挑戰(zhàn)

Blue Robotics的故事始于2013年，當(dāng)時(shí)杰漢吉爾計(jì)劃使用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的自主沖浪板從洛杉磯前往夏威夷——他認(rèn)為這是前所未有的壯舉。盡管當(dāng)時(shí)他還未接觸過(guò)Raspberry Pi，但杰漢吉爾認(rèn)為他能夠使用現(xiàn)成的太陽(yáng)能電池板、GPS裝置和家用電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，但推進(jìn)器電機(jī)可能是個(gè)例外。他認(rèn)為無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有保護(hù)，因此在到達(dá)夏威夷之前很久就會(huì)失效，令他震驚的是，他發(fā)現(xiàn)“所有現(xiàn)有的[商業(yè)級(jí)]選項(xiàng)都非常昂貴，單個(gè)小型電機(jī)的價(jià)格高達(dá)1000至3000美元！”

這一發(fā)現(xiàn)促使杰漢吉爾創(chuàng)立了Blue Robotics，以解決對(duì)強(qiáng)大但相對(duì)低成本的ROV（遙控潛水器）水下推進(jìn)器的未滿足需求。這些推進(jìn)器即使在深海中也能堅(jiān)固耐用，可供海洋世界的專業(yè)人士、學(xué)生、創(chuàng)新者和愛(ài)好者使用。

解決方案

由于常規(guī)的無(wú)保護(hù)無(wú)刷電機(jī)很快會(huì)腐蝕和損壞，“遠(yuǎn)在沖浪板到達(dá)夏威夷之前”，而專為ROV設(shè)計(jì)的商業(yè)級(jí)推進(jìn)器價(jià)格高達(dá)3000美元，令人望而卻步，因此杰漢吉爾需要想出新的辦法。他決定圍繞Raspberry Pi 4設(shè)計(jì)自己的推進(jìn)器，利用Raspberry Pi來(lái)控制電機(jī)消耗的功率。

他的原型機(jī)推力超過(guò)5磅，使用的是無(wú)刷電機(jī)（通常用于無(wú)人機(jī)和四旋翼飛行器），其功率重量比高于有刷型號(hào)，因此更不易下沉。另一個(gè)關(guān)鍵因素是讓推進(jìn)器足夠堅(jiān)固耐用，能夠抵御海水的侵蝕。它使用了高性能塑料軸承來(lái)替代球軸承，整個(gè)推進(jìn)器電機(jī)被包裹在注塑成型的防紫外線聚碳酸酯外殼中。

2014年，Blue Robotics在Kickstarter上發(fā)起了一項(xiàng)活動(dòng)，以商業(yè)化其T100海洋機(jī)器人推進(jìn)器，籌集了超過(guò)10萬(wàn)美元，并在此次活動(dòng)中結(jié)識(shí)了聯(lián)合創(chuàng)始人兼銷售與市場(chǎng)主管伊萊薩·米勒。米勒幫助杰漢吉爾將Blue Robotics從一個(gè)成功籌資的項(xiàng)目發(fā)展為一家公司，并繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)其品牌發(fā)展。

為何選擇Raspberry Pi？

杰漢吉爾解釋說(shuō)，他選擇Raspberry Pi而不是其他單板計(jì)算機(jī)，是因?yàn)樗子讷@得、性價(jià)比高，并且有一個(gè)強(qiáng)大的社區(qū)支持。“我們秉持開(kāi)源理念，希望我們的產(chǎn)品易于使用和擴(kuò)展，包括電子元件和軟件。Raspberry Pi擁有龐大的用戶社區(qū)，并且提供了大量在不同情況下如何使用的示例，為我們的客戶提供了他們所需的支持。”

Blue Robotics自己的開(kāi)源BlueOS軟件運(yùn)行在Raspberry Pi上，并提供基于Web的用戶界面、工具和實(shí)用程序、視頻流、開(kāi)發(fā)工具以及社區(qū)擴(kuò)展。開(kāi)源ArduPilot無(wú)人機(jī)固件負(fù)責(zé)控制潛水器。Raspberry Pi非常適合模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的特定需求使用HAT板自定義潛水器規(guī)格，并添加加速度計(jì)、各種傳感器和加固型相機(jī)。

該公司的旗艦產(chǎn)品——六推進(jìn)器潛水器BlueROV2能夠捕獲延遲僅為200毫秒的1080p實(shí)時(shí)視頻。使用Raspberry Pi控制其傳感器和相機(jī)具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)：這款4250美元的潛水器提供了高端商用小型ROV的功能，但價(jià)格卻與其他品牌的最低端商用ROV相當(dāng)。Blue Robotics自信地宣稱，這是世界上最實(shí)惠的高性能ROV。

“我們業(yè)務(wù)的很多成功都建立在Raspberry Pi的基礎(chǔ)上，我們每天都依賴它，”杰漢吉爾說(shuō)。他補(bǔ)充道，選擇Raspberry Pi帶來(lái)了“非常棒的體驗(yàn)”。“當(dāng)然，我們也可以使用其他選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)潛水器的設(shè)計(jì)，但它們不會(huì)像Raspberry Pi那樣經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、靈活易用。Raspberry Pi品牌本身就讓客戶放心，我們正在使用一個(gè)廣為人知的解決方案，有大量關(guān)于如何使用它的支持，我很欣賞Raspberry Pi對(duì)一致性的承諾。”

結(jié)果

自杰漢吉爾在最初的推進(jìn)器電機(jī)Kickstarter項(xiàng)目十年后創(chuàng)立Blue Robotics以來(lái)，該公司一直蒸蒸日上。現(xiàn)在，其全系列產(chǎn)品都使用了Raspberry Pi。其第二代推進(jìn)器T200已售出數(shù)千臺(tái)，可用于許多無(wú)人水面航行器（USV）、遙控潛水器，甚至沖浪板。使用兩個(gè)T200的站立式槳板者可以毫不費(fèi)力地以3節(jié)的速度巡航。

Raspberry Pi 4是Blue Robotics的BlueROV2水下航行器和BlueBoat水面航行器的大腦。這些航行器通常配備各種傳感器來(lái)檢測(cè)和測(cè)量水下物體和條件，包括聲納、電導(dǎo)率、溫度和水質(zhì)傳感器，以及先進(jìn)的相機(jī)。

BlueROV2能夠在令人印象深刻的300米深度范圍內(nèi)操作，而其操作深度的進(jìn)一步拓展則主要受限于用于通信的物理系繩電纜。與此同時(shí)，BlueBoat水面航行器通過(guò)無(wú)線電連接，可以遠(yuǎn)離其基站最遠(yuǎn)達(dá)1公里——如果使用高性能無(wú)線電或4G技術(shù)，則距離可以更遠(yuǎn)。

Blue Robotics還開(kāi)發(fā)了自己的Raspberry Pi HAT（硬件附加板），名為Navigator，配備其ROV所需的傳感器、輸入和輸出設(shè)備。該公司的六自由度IMU（用于定位和控制）、三自由度磁力計(jì)（指南針）、壓力傳感器（用于測(cè)量無(wú)人機(jī)的海拔高度）、模擬測(cè)量的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）以及漏水傳感器（用于檢測(cè)海洋航行器中的水）均直接連接到HAT上，并由Raspberry Pi 4控制供電，使用手持游戲控制器進(jìn)行操控。Navigator HAT可單獨(dú)購(gòu)買，在機(jī)器人應(yīng)用和自制車輛及無(wú)人機(jī)中廣受歡迎。客戶通常對(duì)聲納、電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器、水質(zhì)傳感器和高級(jí)攝像頭傳感器感興趣。

從眾籌起步至今已有十年，Blue Robotics現(xiàn)已在海洋機(jī)器人領(lǐng)域提供超過(guò)350種產(chǎn)品。該公司計(jì)劃繼續(xù)在車輛中使用Raspberry Pi，并希望將其打造為“海洋機(jī)器人中最受歡迎的計(jì)算機(jī)選擇！”

Jehangir指出，Raspberry Pi“不可思議的價(jià)格”是主要因素之一，這使得Blue Robotics能夠以競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手價(jià)格的一小部分提供其整體車輛解決方案。“這使我們的ROV成為世界上最受歡迎的ROV之一，迄今已售出近4000臺(tái)。我們對(duì)海洋機(jī)器人世界產(chǎn)生了巨大影響，激勵(lì)了該領(lǐng)域許多其他年輕公司的創(chuàng)立，并推動(dòng)了學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽的發(fā)展。我們?cè)诩永Ｄ醽喼莺褪澜绺鞯負(fù)碛?5人的團(tuán)隊(duì)，我們對(duì)此感到非常興奮！”

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