一种基于ROS的服务机器人及其多目标自主巡航方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108646730A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810329968.7(22)申请日2018.04.13(71)申请人北京海风智能科技有限责任公司地址100041北京市石景山区实兴东街11号3层3020室(72)发明人龙海生王若怡(74)专利代理机构重庆百润洪知识产权代理有限公司50219代理人刘立春(51)Int.Cl.G05D1/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种基于ROS的服务机器人及其多目标自主巡航方法(57)摘要本发明涉及一种基于ROS的服务机器人及其多目标自主巡航方法。所述服务机器人包括移动底盘、外壳、支撑架、PC，其中移动底盘包含有驱动导向支撑车轮组、电机模块、陀螺仪、电子罗盘、电源模块和紧急避障模块；外壳上安装触摸屏和数据采集模块；PC安装ROS。所述多目标自主巡航方法包括：服务机器人获取环境信息，建立二维地图，从地图中获取并设置至少两个目标点位姿，启动自主巡航模块，设定服务机器人初始位置，从上述目标点组中选择与起始位置不同的点作为目标位置，利用路径规划模块规划出合理的路径，服务机器人按该路径运行，在行进中利用紧急避障模块躲避突然出现的障碍物，到达目标位置之后将该当前位置作为起始位置，进行下一次的巡航。CN108646730ACN108646730A权利要求书1/2页1.一种基于ROS的服务机器人，其特征在于，所述服务机器人是一种人形机器人，包含移动底盘，外壳(7)和支撑架(8)，PC(10)。其中移动底盘包含有驱动导向支撑车轮组(1)、电机模块(2)、陀螺仪(3)、电子罗盘(4)、电源模块(5)和紧急避障模块(6)。外壳上安装有触摸屏显示器(9)和数据采集模块(11)。所述PC通过USB串口分别与所述紧急避障模块(6)，数据采集模块(11)，电机模块(2)进行通信。所述电源模块(5)包含电池和电源转换模块，电池电压通过电源转换模块转换为其他电压，供其他设备使用。2.根据权利要求1所述的一种基于ROS的服务机器人，其特征在于，所述驱动导向支撑车轮组(1)由四个万向轮和两个驱动轮组成，四个万向轮成正方形结构安装在所述服务机器人移动底盘底部，两个驱动轮安装在所述服务机器人移动底盘的中间位置的两侧。3.根据权利要求1所述的一种基于ROS的服务机器人，其特征在于，所述紧急避障模块(6)包含一组8路超声波传感器，均匀的分散在服务机器人底盘的正前方和左右两侧。4.根据权利要求1所述的一种基于ROS的服务机器人，其特征在于，所述数据采集模块(11)使用astra深度相机。5.根据权利要求1所述的一种基于ROS的服务机器人，其特征在于，所述电机模块(2)包括两个直流电机和两个码盘。6.根据权利要求1所述的一种基于ROS的服务机器人多目标自主巡航方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)初始化：配置自主巡航模块(2)启动自主导航模块，并加载步骤(1)中创建的环境地图(3)在步骤(2)中加载的地图中，手动确定服务机器人的初始位置(4)随机的选择一个步骤(1)中设置的目标点作为服务机器人一次导航的目标位置(5)判断步骤(4)中选择的目标位置是否与起始位置相同(6)当目标位置与起始位置不同时，使用路径规划模块规划出一条从起始位置到目标位置的安全无障碍的路径(7)当目标位置与起始位置相同时，重复步骤(4)到步骤(6)的方法，直到目标位置与起始位置不同，并规划出一条安全的路径为止(8)服务机器人按照步骤(6)中规划出的路径行走(9)判断服务机器人在行走过程中是否遇到突然出现的障碍物(10)当服务机器人在行走过程中没有遇到突然出现的障碍物时，服务机器人将按照步骤(6)中规划的路径行走，直到到达目标位置为止(11)当服务机器人在行走过程中遇到突然出现的障碍物时，使用紧急避障模块，通过转动或者后退躲避障碍物，然后重复步骤(6)到步骤(11)的方法，直到服务机器人到达目标位置为止(12)设置当前目标位置的目标点位姿为下一次导航的起始位置(13)判断是否结束巡航(14)当服务机器人结束巡航任务时，那么退出自主巡航，任务结束(15)当继续巡航任务时，重复步骤(4)到步骤(15)的方法，进行下一次的导航(16)任务结束。7.根据权利要求6所述的一种基于ROS的服务机器人多目标自主巡航方法，其特征在2CN108646730A权利要求书2/2页于，步骤(1)所述的配置自主巡航模块的具体步骤是：(1)启动服务机器人，启动数据采集模块(11)(2)控制服务机器人在环境中运行，采集环境信息(3)利用步骤(2)中获取的环境信息，使用Gmapping功能包建立环境的二维地图(4)在步骤(3)中建立的地图上，标记出至少两个巡航