[發明專利]一種基于ROS的居家整理移動機器人

在審

• 申請號: 202110548387.4
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113110513A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 徐軍;杜豐收
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于ROS的居家整理移動機器人，其特征在于：包括如下方法：

步驟一：定位與建圖算法：

SLAM包括特征提取，數據關聯，狀態估計，狀態更新以及特征更新；采用2D激光SLAM；2D激光SLAM的輸入：IMU數據、里程計數據、2D激光雷達數據；

Cartographer算法：通過激光測距儀等傳感器測量的數據生成分辨率為５cm的實時柵格地圖；Cartographer采用基于圖優化方法的SLAM理論框架，分為前端和后端兩部分：前端主要負責Scan-to-Submap和回環檢測，將處理后的激光雷達數據與子圖進行匹配，同時當生成一個子圖且沒有新的數據幀插入的時候會進行局部回環檢測；子圖創建完成后，如果找到了與當前估計位姿最佳的匹配結果，則將其添加到回環約束中；后端主要負責對位姿估計進行優化，采用分支定界和預先計算的網格來實現全局閉環檢測；

步驟二：路徑規劃方法：

使用A*算法搜索出一條可行的無碰撞路徑，A*算法是一種啟發式搜索算法，就是在狀態空間中的搜索對每一個搜索的位置進行評估，得到最好的位置，再從這個位置進行搜索直到目標；在A*算法中，使用連接點之間的距離作為邊緣點的權重，使用到目標點之間的距離作為啟發函數；

步驟三：ROS機器人建模與仿真：

在Rviz、Gazebo中仿真，實現建圖、自動導航、機械臂抓取目標物；

步驟四：機器人構成：

控制系統是采集、處理輪式機器人姿態數據、發送與接收控制命令的核心，開發主板采用Jetson Nano；

步驟五：視覺識別：

（5.1）、通過對視覺系統方案的對比搭建符合需要的視覺平臺，學習單目視覺的原理；

（5.2）、確定圖像預處理，

（5.3）、學習深度學習的視覺技術；

步驟六：建立機械臂：采用ROS Moveit!作為機械臂運動規劃的軟件包。