[發明專利]一種基于ROS的服務機器人及其多目標自主巡航方法

在審

• 申請號: 201810329968.7
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108646730A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 龍海生;王若怡
• 申請（專利權）人: 北京海風智能科技有限責任公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發明涉及一種基于ROS的服務機器人及其多目標自主巡航方法。所述服務機器人包括移動底盤、外殼、支撐架、PC，其中移動底盤包含有驅動導向支撐車輪組、電機模塊、陀螺儀、電子羅盤、電源模塊和緊急避障模塊；外殼上安裝觸摸屏和數據采集模塊；PC安裝ROS。所述多目標自主巡航方法包括：服務機器人獲取環境信息，建立二維地圖，從地圖中獲取并設置至少兩個目標點位姿，啟動自主巡航模塊，設定服務機器人初始位置，從上述目標點組中選擇與起始位置不同的點作為目標位置，利用路徑規劃模塊規劃出合理的路徑，服務機器人按該路徑運行，在行進中利用緊急避障模塊躲避突然出現的障礙物，到達目標位置之后將該當前位置作為起始位置，進行下一次的巡航。

技術領域

本發明屬于服務機器人技術領域，特別是涉及一種基于ROS的服務機器人及其多目標自主巡航方法。

背景技術

近年來，隨著科學技術的飛速發展和社會的需要，服務機器人技術也得到了不斷的發展，服務機器人已經逐漸進入到家用，商用，導游，醫療，教育，安保等日常生活的各個領域。在人口老齡化加劇，生活壓力增大的當今社會，人們需要服務機器人能夠提供更加優質的服務。根據目前市場數據顯示，在家用服務機器人中，大部分是清潔機器人和除草機器人，他們大多只能按照預先設定的命令完成任務，缺乏解決突發事件的能力，此外，目前投入使用的送餐機器人，在送餐過程中需要沿著預先設定的磁性導航條來指引行走，導航過程中自主性較低，并且大多只能完成一對一的任務。另外一些服務機器人由于精度和成本的原因，很難商業化，例如使用激光測距儀的服務機器人成本就相當高。針對傳統服務機器人的這些不足之處，研發出一款具有自主巡航能力的服務機器人成為社會發展的必然趨勢。

發明內容

本發明的目的是實現服務機器人在至少兩個目標點之間自主巡航，并且在每一次的巡航過程中實現自主導航，自主避障等功能，并且在保證功能的情況下盡可能的縮小成本。

為實現上述目的，本發明解決問題所采取的技術方案是：

一種基于ROS的服務機器人，其特征在于，所述服務機器人是一種人形機器人，包含移動底盤，外殼(7)和支撐架(8)，PC(10)。其中移動底盤包含有驅動導向支撐車輪組(1)、電機模塊(2)、陀螺儀 (3)、電子羅盤(4)、電源模塊(5)和緊急避障模塊(6)。外殼上安裝有觸摸屏顯示器(9)和數據采集模塊(11)。所述PC通過USB串口分別與所述緊急避障模塊(6)，數據采集模塊(11)，電機模塊(2) 進行通信。所述電源模塊(5)包含電池和電源轉換模塊，電池電壓通過電源轉換模塊轉換為其他電壓，供其他設備使用。

其中，上述所述驅動導向支撐車輪組(1)由四個萬向輪和兩個驅動輪組成，四個萬向輪成正方形結構安裝在所述服務機器人移動底盤底部，兩個驅動輪安裝在所述服務機器人移動底盤的中間位置的兩側。

上述所述緊急避障模塊(6)包含一組8路超聲波傳感器，均勻的分散在服務機器人底盤的正前方和左右兩側。

上述所述數據采集模塊(11)使用astra深度相機。

上述所述電機模塊(5)包括兩個直流電機和兩個碼盤。

上述所述的一種基于ROS的服務機器人多目標自主巡航方法，包含以下步驟：

(1)初始化：配置自主巡航模塊

(2)啟動自主導航模塊，并加載步驟(1)中創建的環境地圖

(3)在步驟(2)中加載的地圖中，手動確定服務機器人的初始位置

(4)隨機的選擇一個步驟(1)中設置的目標點作為服務機器人一次導航的目標位置

(5)判斷步驟(4)中選擇的目標位置是否與起始位置相同

(6)當目標位置與起始位置不同時，使用路徑規劃模塊規劃出一條從起始位置到目標位置的安全無障礙的路徑