融合激光SLAM实现平衡车智能导航

国内现有的两轮智能平衡车几乎不具有自主避障与定位功能。为了提高其安全性与灵活性,在传统的平衡车基础上加入了激光SLAM技术,实现自主建图、路径规划、定位和避障。运用卡尔曼滤波器对六轴传感器采集的加速度和倾斜角进行数据融合处理,在建图和定位方面,采用Google发布的Cartographer算法,路径规划和避障上采用Navigation功能包集成的move_base下的Teb算法。由于激光雷达建图时需要车速比较缓慢,并且需要尽可能避免抖动,因此让车模保持稳定的运动状态就很重要,为此首先对传感器获得的数据进行滤波,其次对小车的PID参数进行细调。同时为了更方便地控制,加入蓝牙功能,通过蓝牙控制小车运动,实现快速建图。在加入了SLAM技术之后,传统的平衡车可以实现避障和定位功能,能够实时检测出静态和动态障碍物,并绕开障碍物规划出最优路线,实现了无人驾驶功能。

基于ROS的服务机器人实训课程虚拟仿真教学研究

针对目前服务机器人实训课程教学存在的设备成本高、学生操作机会不足等问题,该文提出基于ROS的仿真实训课程教学方案。依托真实系统和仿真实训室,构建基于ROS的服务机器人建模与运动仿真、建图与导航仿真、平面视觉检测仿真、三维视觉检测仿真、物品自动抓取综合应用仿真5个实训项目,详述每个项目的实施要点,实现虚实结合的实训模式。经过实践证明,虚拟仿真实验教学不仅提高实训教学效率,同时极大激发学生的学习兴趣与自主创新意识。

智能清粪机器人系统的设计与试验

针对现代化封闭式养殖舍内漏粪板上粪污不能完全掉落至集粪槽的问题,设计了一种智能清粪机器人。设计基于ROS系统和激光雷达,以SLAM算法为基础,利用小型工控机为上层控制器,ARM系列芯片为底层控制器,融合红外和超声波传感器技术,实现所需功能;采用万向轮与两个对称驱动轮形成三点支撑行走架构,保持机体运行稳定;前后各设水喷头用于干固粪污的湿润及刮后漏粪板的清洗;刮粪板采用耐磨橡胶材质,避免与地面发生刮刺,影响漏粪板平整及刮粪板使用寿命,刮粪板置于机身前端下部,跟随整机行走,实现清粪功能。试验结果表明:清粪机器人能实现自动行走、自主建图、自动充电与加水,有较好的识别障碍物及路径规划功能,能实时清理猪舍粪污;在同等清洁度要求下,可减少人工,降低劳动强度。研究结果可为大栏畜禽养殖舍内漏粪板上粪污智能化清理设备提供参考。