基于ros系统的全向轮小车系统及平台搭建方法-k8凯发

涉及车辆信号装置的布置，具体涉及基于ros系统的全向轮小车。

背景技术：

1、近些年来ros平台的发展比较的缓慢，搭建一个机器人模型需要耗费不少的成本。

2、现有研究中，有2019年11月，在中国公开的文章《design and implementation ofa ros-based autonomous mobile robot platform》（基于ros的自主移动机器人平台的设计与实现），是基于ros系统的自主移动机器人平台的设计，使用了全向轮和激光雷达进行导航和避障，同时可以通过远程控制进行移动。但该研究缺点是在拐弯时存在灵活性不足的问题。

3、另一篇2019年11月，在中国公开的文章《design and implementation of a ros-based autonomous mobile robot with omnidirectional wheels》（基于ros的全向轮自主移动机器人的设计与实现），使用了全向轮和编码器直流减速电机，通过ros系统实现了自主移动和远程控制。但该研究缺点同样是在拐弯时存在灵活性不足的问题。

4、综上，现有的通过ros系统实现的自主移动机器人，存在拐弯时存在灵活性不足的技术问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的，现有的通过ros系统实现的自主移动机器人，存在拐弯时存在灵活性不足的技术问题，本发明提供的技术方案为：

2、基于ros系统的全向轮小车系统，所述系统包括：

3、底盘，所述底盘的底面上设置有三个轮系，所述三个轮系均匀分布在所述底盘的底面的边缘；

4、设置在所述底盘上的激光雷达和深度相机，用于为所述系统实现导航避障和跟随移动的能力；

5、中央控制单元，所述中央控制单元用于与所述激光雷达和深度相机进行通信和交互；

6、所述中央控制单元还为所述轮系提供驱动信号。

7、进一步，提供一个优选实施方式，所述底盘有顶层、中间层和底层，所述三个轮系设置在底层的底面上，所述激光雷达和深度相机设置在顶层，中间层设置有为所述系统供电的电池。

8、进一步，提供一个优选实施方式，所述中央控制单元通过下位机驱动板和电机驱动板，为所述轮系的驱动电机提供驱动信号。

9、进一步，提供一个优选实施方式，所述下位机驱动板为arduino mage 2560驱动板，所述电机驱动板为tb6612驱动板。

10、进一步，提供一个优选实施方式，所述轮系的驱动电机为霍尔码盘编码器直流减速电机。

11、进一步，提供一个优选实施方式，所述中间层还设置有降压模块，用于保护为所述系统供电的电路。

12、进一步，提供一个优选实施方式，所述系统还包括通信单元，所述通信单元用于为所述中央控制单元提供与pc机进行通信和交互的能力。

13、进一步，提供一个优选实施方式，所述轮系为全向轮。

14、进一步，提供一个优选实施方式，所述中央控制单元为树莓派。

15、基于同一发明构思，本发明还提供了基于ros系统的全向轮小车平台搭建方法，所述方法应用于所述的基于ros系统的全向轮小车系统，方法包括：

16、搭建底盘的步骤，所述底盘包括顶层、中间层和底层；

17、在所述底层的底面边缘均匀设置三个轮系的步骤；

18、在所述顶层设置激光雷达和深度相机的步骤；

19、设置中央控制单元的步骤；

20、所述中央控制单元用于与所述激光雷达和深度相机进行通信和交互，还为所述轮系提供驱动信号；

21、在所述中间层设置电池的步骤，所述电池用于为所述中央控制单元、激光雷达和深度相机供电。

22、与现有技术相比，本发明提供的技术方案的有益之处在于：

23、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，通过激光雷达导航装置实现导航避障和跟随移动，同时小车即可以自主移动也可以远程控制移动，实现了多种控制移动的方式，方便用户根据不同的环境和需求选择使用。

24、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，使用价格相对便宜的配件来组装一台全向轮小车。这样就能够方便很多人能够轻松入门学习ros，同时能够通过网络教程和课外读物以及一些花费不是很高的配件去尝试着组件一台小车平台，通过理论和实践才能进一步的学习到ros系统，补足理论所欠缺的不足。

25、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，通过三层底盘的设计，可以将各个组件分层安装，提高了系统的稳定性和可靠性。

26、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，采用全向轮设计，使得小车在运动时更加灵活，尤其在拐弯时更加灵活和灵敏。

27、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，通过激光雷达和深度相机的使用，实现了导航避障和跟随移动的功能，提高了小车的自主移动能力。

28、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，通过多机通信和远程控制，实现了多种控制移动的方式，方便用户根据不同的环境和需求选择使用。

29、本发明提供的基于ros系统的全向轮小车系统，成本较低，具有高灵活性和可扩展性，适合应用于机器人导航、避障和跟随移动等工作中。

技术特征：

1.基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述底盘有顶层、中间层和底层，所述三个轮系设置在底层的底面上，所述激光雷达和深度相机设置在顶层，中间层设置有为所述系统供电的电池。

3.根据权利要求2所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述中央控制单元通过下位机驱动板和电机驱动板，为所述轮系的驱动电机提供驱动信号。

4. 根据权利要求3述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述下位机驱动板为arduino mage 2560驱动板，所述电机驱动板为tb6612驱动板。

5.根据权利要求4所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述轮系的驱动电机为霍尔码盘编码器直流减速电机。

6.根据权利要求2所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述中间层还设置有降压模块，用于保护为所述系统供电的电路。

7.根据权利要求1所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述系统还包括通信单元，所述通信单元用于为所述中央控制单元提供与pc机进行通信和交互的能力。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述轮系为全向轮。

9.根据权利要求8所述的基于ros系统的全向轮小车系统，其特征在于，所述中央控制单元为树莓派。

10.基于ros系统的全向轮小车平台搭建方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的系统，方法包括：

技术总结
基于ros系统的全向轮小车系统及平台搭建方法，涉及车辆信号装置的布置。为解决现有技术中存在的，现有的通过ros系统实现的自主移动机器人，存在拐弯时存在灵活性不足的技术问题，本发明提供的技术方案为：基于ros系统的全向轮小车系统，所述系统包括：底盘，所述底盘的底面上设置有三个轮系，所述三个轮系均匀分布在所述底盘的底面的边缘；设置在所述底盘上的激光雷达和深度相机，用于为所述系统实现导航避障和跟随移动的能力；中央控制单元，所述中央控制单元用于与所述激光雷达和深度相机进行通信和交互；所述中央控制单元还为所述轮系提供驱动信号。适合应用于机器人导航、避障和跟随移动等工作中。

技术研发人员：刘建华,范大祥,李理,文瀚,董玉杰,王世鸣
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8