一种基于ROS的服务机器人及其室内导航方法.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CN107145153A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710532028.3(22)申请日2017.07.03(71)申请人北京海风智能科技有限责任公司地址100043北京市石景山区实兴东街11号3层3020室(72)发明人龙海生常雪松(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5页附图3页(54)发明名称一种基于ROS的服务机器人及其室内导航方法(57)摘要本发明涉及一种基于ROS的服务机器人及其室内导航方法。所述服务机器人包括移动底盘、外壳、支撑架、上层PC和底层PC，其中移动底盘里包含有车轮组、电机、电机控制板、陀螺仪、编码器、电子罗盘、电源、防碰撞模块、数据采集模块；外壳上安装有触摸屏；上层PC和底层PC均安装机器人操作系统ROS。所述导航方法包括：服务机器人获取室内环境信息，建立室内二维地图，在可视化窗口中加载地图后设定目标位置，并确定自身所在位置，利用ROS提供的全局路径规划接口规划出全局路径，并利用ROS提供的局部路径规划接口躲避导航过程中出现的未知障碍物即可移动的物体或未知区域。CN107145153ACN107145153A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，包含运动底盘，外壳(9)和支撑架(8)，客户端PC和底层PC(3)。其中运动底盘包含有车轮组(5)，电机(11)，编码器(12)，电机控制板(1)，供电模块(4)，运动导航模块(2)，防碰撞模块(6)，数据采集模块(7)。外壳上安装有触摸屏显示器(10)。所述底层PC通过USB串口分别与所述防碰撞模块(6)，数据采集模块(7)，电机控制板(1)进行通信。所述供电模块(4)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，所述车轮组(5)由两个万向轮和两个驱动轮组成，安装在所述服务机器人移动底盘底部。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，所述防碰撞模块(6)包含一组超声波传感器，均匀的分散在服务机器人底盘的正前方。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(7)采用北阳的激光测距仪。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，所述上层PC和底层PC都安装有机器人操作系统——ROS。6.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，所述运动导航模块(2)包含陀螺仪和电子罗盘。7.根据权利要求1所述的一种基于ROS的服务机器人室内导航方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)初始化：启动服务机器人，数据采集模块(7)，启动控制模块(2)所述控制模块控制服务机器人在室内行走，所述数据采集模块(7)检测室内环境信息(3)服务机器人运用ROS提供的slam_gmapping功能包，利用步骤(2)中的信息，建立室内环境地图(4)服务机器人在可视化窗口中加载步骤(3)中建立的室内环境地图，(5)在步骤(4)可视化窗口中的地图中，设置目标位置，即想要去往的位置(6)服务机器人运用ROS开源的acml功能包提供的粒子滤波算法，完成在室内环境的自定位，在步骤(4)的可视化窗口中显示(7)服务机器人运用ROS开源的全局路径规划接口，完成在全局范围内的路径规划，规划出一条从出发点到目标点的安全，无障碍，无碰撞的轨迹(8)服务机器人运用ROS开源的move_base接口，控制服务机器人按照步骤(7)规划的轨迹向目标位置运行(9)判断服务机器人在导航过程中是否遇到未知障碍物(如行走的人)(10)当服务机器人没有遇到步骤(3)中地图未知的障碍物时，则按照步骤(7)规划出的轨迹行走，到达目标位置，完成导航，任务结束。(11)当服务机器人遇到未知的障碍物时，服务机器人运用ROS开源的局部路径规划接口，规划出躲避步骤(3)中地图未知障碍物的轨迹，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)任务结束。8.根据权利要求7所述基于ROS的服务机器人室内导航方法，其特征在于，步骤(7)所述2CN107145153A权利要求书2/2页的全局路径规划接口为Dijkstra算法。9.根据权利要求7所述基于ROS的服务机器人室内导航方法，其特征在于，步骤(10)所述的局部路径规划接口为动态窗口法。3CN107145153A说明书1/5页一种基于ROS的服务机器人及其室内导航方法技术领域[0001]本发明属于服务机器人技术领域，特别是涉及