基于ros的智能全路径覆盖机器人系统设计与实现

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1、硕士学位论文基于ROS的智能全路径覆盖机器人系统设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFINTELLIGENTCOMPLETECOVERAGEPATHROBOTBASEDONROS赵桐哈尔滨工业大学2018年06月国内图书分类号：TP242.6学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文基于ROS的智能全路径覆盖机器人系统设计与实现硕士研究生：赵桐导师：王强教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP242.6U.D.C

2、:621DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFINTELLIGENTCOMPLETECOVERAGEPATHROBOTBASEDONROSCandidate:ZhaoTongSupervisor:Prof.WangQiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringAffiliation:SchoolofAstronauticsDateofDefe

3、nce:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要智能全路径覆盖机器人指能够系统探索未知环境与地形，并且能够自主规划路径，对区域实现全覆盖行走的移动机器人系统。全路径覆盖机器人系统涉及智能机器人所需的各种关键技术，从实际应用角度具有很大意义。目前关于全路径覆盖机器人的研究大多集中在路径规划算法的设计上，对系统研究较少。本文利用已有的研究成果，尝试基于移动机器人平台，通过添加更多的传感器和控制器，设计并实现更加智能全面的全路径覆盖机器人系统。首先，

4、本文结合具体需求，对智能全路径覆盖机器人的总体方案进行了设计。提出了硬件系统的搭建方案，选取了合适的机器人底盘及负载。在软件方面，以机器人操作系统作为程序设计的基础。其次，设计了机器人系统对任务需求而应具备的各种算法。基于SLAM系统提出了地图的预处理方法和全覆盖路径规划算法。基于激光雷达传感器和碰撞传感器提出了一种避障方法。再次，针对系统所应该具备的各项功能完成了主控制节点程序、沿墙行走节点程序和路径规划及避障节点程序的设计与实现。最后，对系统软件行了仿真测试以及对系统在实际环境下进行了实验。结果表明所设计的系统达到最初目标的功能要求。关键词：智能机器人；机器人操作

5、系统；路径规划；SLAM-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheintelligentcompletecoveragepathplanningrobotistherobotsystemthatcanbeusedtoexploretheunknownenvironmentandterrainsystematically,toplanthepathindependently,andtofinishthecompletecoverageofthearea.Completecoveragepathplanningrobotsysteminvolvesallk

6、indsofkeytechnologiesneededbyintelligentrobots,whichisofgreatsignificanceinpracticalapplication.Atpresent,mostoftheresearchesoncompletecoveragepathrobotsfocusonthedesignofpathplanningalgorithms.Usingtheexistingresearchresults,thispapertriestodesignandbuildacompletecoveragepathplanningro

7、botsystembasedonthemobilerobotplatformbyaddingmoresensorsandcontrollers.Firstofall,combinedwithspecificrequirements,theoverallschemeofintelligentfullpathcoveragerobotisdesignedinthispaper.Thehardwaresystemissetupandthesuitablechassisandloadareselected.Intermsofsoftware,theRobot