[發明專利]基于ROS的無人車自主導航方法

在審

• 申請號: 202010781062.6
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112146668A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 劉瑋;郭俊;陳勇;耿龍偉;林鑫焱;王輝;徐忠華;萬益東;經成;程錦
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32;G01C21/34
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 賴俊平

1.基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：包括

步驟一，本地文件配置；

步驟二，規劃最優線路；

步驟三，障礙規避；

步驟四，構建環境地圖。

2.根據權利要求1所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：

上述步驟一中，包含如下步驟，

a)通過本地配置器，在仿真軟件中加載出小車和障礙物的相關參數；

b)步驟二，通過通用配置文件和全局規劃配置文件，根據地圖環境與小車所需到達的目標點與位置，規劃出基于整體的最優前進路線；

c)步驟三，最后利用本規劃配置文件結合move_base功能包，并根據傳感器反饋的信息，規劃出局部最優前進路線，使之與全局路線基本吻合，讓小車能夠完成預期的的導航目標。

3.根據權利要求1所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：上述步驟二中，包含如下步驟，

d)利用rviz中的2D NAV Goal按鈕，可以指定機器人所要到達的目標地點與機器人目標姿態，松開鼠標之后，在rviz界面中機器人與目標地點之間會出現一條綠色的線，這是move_base功能包使用全局規劃制定的最優線路。

e)機器人在前進時，周圍還會出現一條紅色的線，這是由于地形和障礙物等信息參數的影響，本地規劃器為機器人規劃的周期性的前進路線，目的是保證機器人在正常前進時，前進路線能及可能的靠近全局規劃路線。

4.根據權利要求1所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：上述步驟二中，包含如下步驟，在仿真過程中，機器人會隨著全局規劃與實時規劃兩條路線進行移動，當全局規劃路線上出現了障礙物，機器人首先會移動到障礙物的附近，然后算法切換到本地路徑規劃。傳感器開始探索障礙物的信息，反饋給cpu，cpu計算并結合本地路徑規劃，重新規劃出適合機器人前進的路線。

5.根據權利要求1所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：上述步驟四中，在確認目標地點后，機器人開始移動，并開始構建環境地圖。在移動過程中，機器人依靠自身搭載的傳感器，不斷探索周圍環境，自動避開障礙物；

當機器人最終無法找到前進路線時，它會選擇放棄，并在終端中進行報錯，上述過程需要不斷選擇目標地點，引導機器人完成SLAM。

6.根據權利要求5所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：在機器人移動時，如果機器人無法到達指定的目標位置或者機器人遇到障礙物時，機器人會不斷進行探索，尋找前進路線。

7.根據權利要求5所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：當機器人最終無法找到前進路線時，它會選擇放棄，并在終端中進行報錯。上述過程需要不斷選擇目標地點，引導機器人完成SLAM。

8.根據權利要求7所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：引導機器人完成SLAM過程中，分為以下三個步驟，

f)利用ROS平臺下免費提供的SLAM算法，完成了機器人在未知室內環境中的定位與地圖構建；

g)利用ROS平臺下navigation功能包并結合傳感器采集到的信息，對小車前進路線進行實時修正；

h)在ROS利用amcl功能包實現對小車的精準定位，并在rviz和gazebo等2D仿真軟件對自主導航系統進行測試與驗證。

9.根據權利要求5所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：上述步驟四中，具體分為一下幾個步驟，

步驟一，編寫lauch文件；

步驟二，導航過程與分析。

10.根據權利要求9所述的基于ROS的無人車自主導航方法，其特征在于：上述步驟二中，仿真的基本過程可以分為：首先啟動gazebo仿真軟件，然后啟動move_base中所需的節點，創建名為mrobot_laser_nanv_gazebo.launch文件，在成功加載機器人模型與地圖模型后，利用rviz界面中2D NAV Goal按鈕，可以自由選擇機器人要到達的位置與姿態。