基于ROS和視覺SLAM的室內(nèi)導(dǎo)航機(jī)器人研究

方育鑫 林盛鑫 史禮帆 任斌

(東莞理工學(xué)院 國際微電子學(xué)院,廣東東莞 523808)

隨著科技的不斷發(fā)展和人工智能的迅速進(jìn)步,智能化機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在生活中的逐漸普及,自主導(dǎo)航與環(huán)境感知成為機(jī)器人領(lǐng)域的重要研究方向。自主導(dǎo)航能夠使機(jī)器人具備在未知環(huán)境中自主移動(dòng)和完成任務(wù)的能力,廣泛應(yīng)用于無人車、無人機(jī)、服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域。移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)時(shí)定位和地圖構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的關(guān)鍵。通過感知和理解環(huán)境信息,機(jī)器人可以進(jìn)行路徑規(guī)劃、障礙物避障等操作。因此,研究自主導(dǎo)航與環(huán)境感知對(duì)于推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

國內(nèi)外在自主導(dǎo)航與環(huán)境感知方面的研究取得了一系列重要成果。在自主導(dǎo)航方面,國外的ROS(Robot Operating System)系統(tǒng)成為廣泛使用的開源平臺(tái),提供了強(qiáng)大的功能和工具支持。國內(nèi)的相關(guān)研究也取得了許多進(jìn)展,如無人車、智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多。在環(huán)境感知方面,深度相機(jī)、激光雷達(dá)等傳感器設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步使得機(jī)器人能夠獲取更加準(zhǔn)確和豐富的環(huán)境信息。

本研究旨在基于ROS系統(tǒng)和深度相機(jī),實(shí)現(xiàn)小車的自主導(dǎo)航與環(huán)境感知功能。具體研究內(nèi)容包括視覺SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術(shù)、路徑規(guī)劃算法和定位算法。通過研究這些技術(shù),設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)小車在室內(nèi)環(huán)境中的自主導(dǎo)航和定位。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 ROS介紹

ROS是一個(gè)開源的機(jī)器人操作系統(tǒng),提供了一套功能豐富的工具和庫,用于構(gòu)建機(jī)器人的控制系統(tǒng)。……