一種基于ros操作系統(tǒng)的機(jī)器人自主導(dǎo)航方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人自主導(dǎo)航方法，具體是一種基于ROS操作系統(tǒng)的機(jī)器人自主導(dǎo)航方法，屬于機(jī)器人操作系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著機(jī)器人領(lǐng)域的快速發(fā)展和復(fù)雜化，代碼的復(fù)用性和模塊化的需求原來(lái)越強(qiáng)烈，而已有的開(kāi)源機(jī)器人系統(tǒng)又不能很好的適應(yīng)需求，導(dǎo)航技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人的一項(xiàng)核心技術(shù)之一，它是指移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)傳感器感知環(huán)境信息和自身狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在有障礙的環(huán)境中面向目標(biāo)的自主運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)移動(dòng)機(jī)器人主要的導(dǎo)航方式包括:磁導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航等，視覺(jué)導(dǎo)航通過(guò)攝像頭對(duì)障礙物和路標(biāo)信息拍攝，獲取圖像信息，然后對(duì)圖像信息進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航"它具有信號(hào)探測(cè)范圍廣，獲取信息完整等優(yōu)點(diǎn)，是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的一個(gè)主要發(fā)展方向，而基于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境視覺(jué)導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航的研究重點(diǎn)。但是由于受室內(nèi)外環(huán)境尤其是家庭環(huán)境的限制，很多導(dǎo)航方法在室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人上很難或根本無(wú)法應(yīng)用，比如電磁導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航等等；另外，一些導(dǎo)航方法由于成本或精度等原因，亦很難應(yīng)用在商業(yè)化的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人中，比如激光定位導(dǎo)航系統(tǒng)需要相當(dāng)高的成本，而基于RFID的導(dǎo)航系統(tǒng)精度低是有待解決的問(wèn)題。當(dāng)前機(jī)器人導(dǎo)航大多采用單一的導(dǎo)航技術(shù)，而一種導(dǎo)航方法往往存在其固有的局限性，路標(biāo)地圖描述比較粗略，幾何地圖使用起來(lái)一般計(jì)算復(fù)雜度高，當(dāng)前的視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)往往在對(duì)視覺(jué)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后就用于導(dǎo)航任務(wù)，因而只能從圖像中提取有限的信息，很容易導(dǎo)致導(dǎo)航任務(wù)的失敗，因此，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種基于ROS操作系統(tǒng)的機(jī)器人自主導(dǎo)航方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于ROS操作系統(tǒng)的機(jī)器人自主導(dǎo)航方法，利用了大量的小工具去編譯和運(yùn)行多種多樣的ROS組建，ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)支持C++、Python、0CtaVe和LISP多種語(yǔ)言，還使多種語(yǔ)言混合使用，這簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)者的工作，其可靠性也會(huì)更高，體積更小，可以有效的解決【背景技術(shù)】中的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于ROS操作系統(tǒng)的機(jī)器人自主導(dǎo)航方法，包括主機(jī)，所述主機(jī)內(nèi)部設(shè)置ROS模塊，且所述主機(jī)頂端連接信號(hào)接收轉(zhuǎn)化模塊；所述信號(hào)接收轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)部設(shè)有手柄、鍵盤、藍(lán)牙耳機(jī)和app模塊;所述主機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)模塊連接機(jī)器人，且所述機(jī)器人內(nèi)部設(shè)置編碼器、語(yǔ)音模塊、IMV慣性導(dǎo)航模塊、攝像頭、激光掃描儀、電壓傳感器、藍(lán)牙模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。
[0005]作為本發(fā)明優(yōu)化的技術(shù)方案:導(dǎo)航步驟如下:
步驟一:將主機(jī)B接通電源，主機(jī)B被激活，主機(jī)B內(nèi)部的ROS模塊5激活；
步驟二:主機(jī)B遠(yuǎn)程連接機(jī)器人C，通過(guò)局域網(wǎng)模塊6將ROS模塊5與機(jī)器人C內(nèi)部連通；步驟三:通過(guò)機(jī)器人C內(nèi)部的編碼器7、頂V慣性導(dǎo)航模塊9、攝像頭10、激光掃描儀11、電壓傳感器12、藍(lán)牙模塊14獲取傳感器數(shù)據(jù)； 步驟四:步驟三中獲取的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)布制圖命令進(jìn)行制圖；
步驟五:步驟四中制圖結(jié)束后，保存地圖，然后利用所制地圖進(jìn)行路徑規(guī)劃與導(dǎo)航。
[0006]進(jìn)一步的，還包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述ROS模塊內(nèi)部設(shè)置信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，且所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與所述手柄、鍵盤、藍(lán)牙耳機(jī)和app模塊連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述主機(jī)一側(cè)設(shè)置有若干個(gè)均勻分布的所述機(jī)器人。
[0008]進(jìn)一步的，所述ROS模塊支持C++、Python、0ctave和LISP語(yǔ)言。
本發(fā)明的有益效果是:R0S機(jī)器人操作系統(tǒng)支持C++、Python、0ctave和LISP多種語(yǔ)言，還使多種語(yǔ)言混合使用，這簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)者的工作，其可靠性也會(huì)更高，體積更小，適合嵌入式設(shè)備，另外，ROS是一種分布式處理框架，單獨(dú)設(shè)計(jì)可執(zhí)行文件，不同節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程能接收、發(fā)布各種信息例如傳感，控制，狀態(tài)，規(guī)劃等等;提高了代碼復(fù)用率，這使可執(zhí)行文件能被單獨(dú)設(shè)計(jì)，并且在運(yùn)行時(shí)松散耦合，這些過(guò)程封裝到數(shù)據(jù)包和堆棧中，方便共享和分發(fā)，ROS還支持代碼庫(kù)的聯(lián)合系統(tǒng)，使得協(xié)作亦能被分發(fā)，這種從文件系統(tǒng)級(jí)別到社區(qū)一級(jí)的設(shè)計(jì)讓獨(dú)立地決定發(fā)展和實(shí)施工作成為可能，利用了大量的小工具去編譯和運(yùn)行多種多樣的ROS組建，從而設(shè)計(jì)成了內(nèi)核，而不是構(gòu)建一個(gè)龐大的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，ROS所有的源代碼都是公開(kāi)發(fā)布的有利于它的推廣和使用，提高了機(jī)器人在自主導(dǎo)航時(shí)的定位精度，將視覺(jué)系統(tǒng)與本系統(tǒng)機(jī)器人平臺(tái)中的超聲波傳感器、光電傳感器及聲音傳感器在空間、時(shí)間及數(shù)據(jù)上進(jìn)行融合以提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和環(huán)境識(shí)別能力，從而使得機(jī)器人能夠按照正確的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而快速的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航，工作效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0009 ]圖1為本發(fā)明整體模塊結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0010]圖中:A、信號(hào)接收轉(zhuǎn)化模塊，B、主機(jī)，C、機(jī)器人，1、手柄，2、鍵盤，3、藍(lán)牙手機(jī)，4、app模塊，5、ROS模塊，6、局域網(wǎng)模塊，7、編碼器，8、語(yǔ)音模塊，9、頂V慣性導(dǎo)航模塊，1、攝像頭，11、激光掃描儀，12、電壓傳感器，13、藍(lán)牙模塊，14、數(shù)據(jù)處理模塊，51、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012]實(shí)施例:一種基于ROS操作系統(tǒng)的機(jī)器人自主導(dǎo)航方法，包括主機(jī)B，所述主機(jī)B內(nèi)部設(shè)置ROS模塊5，且所述主機(jī)B頂端連接信號(hào)接收轉(zhuǎn)化模塊A;所述信號(hào)接收轉(zhuǎn)化模塊A內(nèi)部設(shè)有手柄1、鍵盤2、藍(lán)牙耳機(jī)3和app模塊4;所述主機(jī)B通過(guò)局域網(wǎng)模塊6連接機(jī)器人C，且所述機(jī)器人C內(nèi)部設(shè)置編碼器7、語(yǔ)音模塊8、MV慣性導(dǎo)航模塊9、攝像頭1、激光掃描儀11、電壓傳感器12、藍(lán)牙模塊13和數(shù)據(jù)處理模塊14。
[0013]所述導(dǎo)航步驟如下:
步驟一:將主