[发明专利]一种基于ROS的机器人物品传送方法和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人物品传送方法和控制系统，特别是一种基于ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）的机器人物品传送方法和控制系统，属于机器人操作系统应用技术领域。

背景技术

信息的传送在移动互联网的发展推动下得到了快速的发展，人们可以方便地利用社交软甲、电子邮件等方式进行信息的交流，相比之下，以人工为主的实物交付方式与当今信息社会的发展极不相称。人工派送货运时间长，时效性差，工作效率低下。经济的发展、生活水平的提高使得物件传送的需求在人们的日常生活中越来越高，现代物件的运送情况主要表现为远距离传送和近距离传送交付两种方式。

远距离的物件传送主要依托于铁路、公路、航空等公共交通网络，随着人们网购热情的提升，快递行业在近几年得到了迅猛的发展，但其受到“隔夜送达难”、“服务态度难保证”以及“人力成本高”等因素的制约，无法满足现代人快节奏、高质量生活水平的需求。相比之下，小物件、近距离、高频次的物件传送需求在人们的日常生活中则显得更加迫切，办公室、学校、医院等室内环境以及楼宇之间频繁的物件交付很大程度上影响了人们的工作效率，迫切需要一种更加便捷智能的物件传送方式来将人们从繁琐的实物交付工作中解脱出来。

针对上述更加便捷智能的物件传送方式，无人机派送是人们所做的一次尝试。无人机配送作为一种创意配送方式还未真正投入商业使用，近日亚马逊“无人机配送”或将结合货车配送，从而有望让无人机送货成为现实。无人机配送具有速度快等优点，但是在操作、成本和管制方便还存在诸多问题。无人机的运载能力仅为几斤，而网点对网点之间的准运需求以百斤计，且室内的实物交付不可能通过无人机实现；而且无人机续航能力仅20分钟上下，配送范围很受限制。此外，天气影响、电磁干扰、安全问题等都是需要考虑的因素。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于ROS的机器人物品传送方法和控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于ROS的机器人物品传送方法，包括如下步骤：

步骤1、Nvidia Jetson TK1中安装ROS操作系统，利用Kinect获取带有深度信息的RGB-D图像，在ROS中利用RTAB-Map算法进行处理建立二维导航地图，将二维导航地图存储到Nvidia Jetson TK1中；

步骤2、在客户端中输入自己的位置和目的地位置，并将位置信息传送服务器，服务器将位置信息发送到Nvidia Jetson TK1；

步骤3、Nvidia Jetson TK1将位置信息与二维导航地图中的位置数据进行匹配，得到匹配结果后利用Dijkstra算法生成规划路径，并根据规划路径生成序列操作指令；

步骤4、Nvidia Jetson TK1将生成的序列操作指令发送到单片机，单片机根据序列操作指令控制机器人按序列执行命令，以完成客户端指定的取件和送件操作，完成客户端指定操作后，机器人返回初始位置；

步骤5、通过服务器向客户端推送取件和送件完成信息；

步骤6、通过机器人携带的Kinect检测机器人在按序执行命令过程中碰到的障碍物，并将数据发送给Nvidia Jetson TK1，Nvidia Jetson TK1中的ROS操作系统利用动态窗口法（DWA）来进行局部路径规划，以避开障碍物。

进一步的，客户端界面，通过输入自己和目的地的位置，以发送请求指令至服务器，服务器接收指令后发送至Nvidia Jetson TK1，Nvidia Jetson TK1根据指令改变机器人的行走方向，完成到指定地点取件和送件的动作。

进一步的，在步骤3中，Nvidia Jetson TK1获取服务器发送的文本指令中的位置信息后与后台储存的二维导航地图中的位置数据进行匹配，得到匹配结果后生成规划路径，并根据规划路径生成序列操作指令。

进一步的，在步骤6中，Nvidia Jetson TK1获取Kinect的RGB-D图像数据、单片机的里程计数据， ROS操作系统根据读取的数据利用动态窗口法（DWA）来进行局部路径规划并将发送路径信息给单片机，单片机根据路径信息和IMU惯性测量单元的机器人姿态数据运用PID算法进行运算，将计算得到的PWM值赋予给电机以调整驱动轮的转速，以控制机器人的行走速度和转向。