[发明专利]一种可视化且自定义的ROS智能机器人人机交互系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种可视化且自定义的ROS智能机器人人机交互系统及其控制方法，包括激光探测及测距模块、深度相机及图像处理模块、ROS图像话题显示模块、3D可视化Rviz建图导航显示模块等模块。本发明通过在ROS环境下利用QtCreator工具开发的一款可视化、自定义人机交互界面，集成librviz库开发、速度仪表盘显示、键盘控制实现、电池电量显示与实现、订阅并显示图像话题、Qt中订阅与发布ROS话题等功能，可实现一键式操作实现ROS智能机器人多功能控制，解决ROS智能机器人在使用过程中涉及较多的命令和Ubuntu终端命令操作，较为复杂且繁琐问题，实现SLAM建图、SLAM导航、人脸识别、动态物体识别、二维码立体检测等终端一键控制功能，可有效实现ROS智能机器人简易控制与操作。

技术领域

本发明涉及ROS智能机器人人机交互领域，特别是指一种基于QtCreator的可视化且自定义的ROS智能机器人人机交互系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着计算机视觉和人工智能高新技术的逐成熟，人机协作的不断深入，ROS智能机器人产品应用产业不断拓展，全球ROS智能机器人行业将迎来新一轮的增长，将广泛地应用于人们生活中的每个角落。ROS智能机器人在使用过程中，主要是通过终端命令输入，实现相应的功能，如：SLAM建图、SLAM导航、人脸识别、动态物体识别、二维码立体检测等，在使用过程中涉及到较多的命令和Ubuntu终端命令操作，较为复杂且繁琐。虽然有3D可视化Rviz和QT工具箱rqt作为显示，但是依然没办法充分满足多种多样的功能需求，无法满足使用者对于便捷性日益提升的需求。

因此，为实现ROS智能机器人系统的简易操作、交互界面终端一键控制，针对ROS智能机器人开发一款集成各种自定义功能的可视化人机交互系统具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中ROS智能机器人使用过程中，涉及到较多的命令和Ubuntu终端操作较为复杂且繁琐问题，本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可视化且自定义的ROS智能机器人人机交互系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明的第一个方面是包括激光探测及测距模块、深度相机及图像处理模块、ROS图像话题显示模块、3D可视化Rviz建图导航显示模块、ROS智能机器人主节点控制模块、速度及电量显示模块和底盘控制模块；

所述激光探测及测距模块用于SLAM建图、SLAM导航，并与3D可视化Rviz建图导航显示模块进行信息交互；

所述深度相机及图像处理模块用于提供ROS智能机器人周围图像信息、运动物体识别检测、视觉巡线、人脸检测及二维码立体检测；

所述ROS图像话题显示模块用于显示智能机器人前方图像信息、视觉巡线图像信息、运动物体识别图像信息、人脸识别图像信息及二维码立体检测图像信息，并完成人机交互任务；

所述3D可视化Rviz建图导航显示模块用于显示周围环境SLAM建图及导航结果，并完成人机交互任务；

ROS机器人主节点控制模块用于订阅与发布ROS话题，并与3D可视化Rviz建图导航显示模块进行信息交互；

所述速度及电量显示模块用于ROS智能机器人电量与速度的实时显示；所述底盘控制模块用于ROS智能机器人不同运动方向控制，同时可进行速度及角度大小调控。

进一步设置是所述激光探测及测距模块由用于探测目标的位置、速度等特征量的激光雷达组成；所述激光雷达用于ROS智能机器人在未知的环境中从一个未知位置开始移动，移动过程中根据位置估计和地图进行自身定位，同时构建增量式地图，实现ROS智能机器人的自主定位和导航；并将所需显示的建图与导航信息，由ROS智能机器人主节点控制模块传输至3D可视化Rviz建图导航显示模块。