[发明专利]一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台

权利要求书

1.一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，包括：

定位模块，所述定位模块用于获取各个无人车本体的实时位置信息；

通信模块，所述通信模块用于无人车本体与主控端之间以及无人车本体之间的实时信息交互；

编队控制模块，所述编队控制模块用于根据所述定位模块获取的实时位置信息，生成无人车本体编队的行进切换指导信息，并通过所述通信模块将所述无人车本体编队的行进切换指导信息下发至相应的无人车本体；以及

避障模块，所述避障模块用于根据预先采集到的激光点云信息以及所述编队控制模块生成的无人车本体编队的行进切换指导信息解算得到避障信息，并通过所述通信模块将所述避障信息发送至无人车本体进行避障；

所述避障模块包括激光雷达和避障数据处理单元；

所述激光雷达安装于所述无人车本体上，所述激光雷达用于采集无人车本体的激光点云数据，并将所述激光点云数据发送至所述避障数据处理单元，所述避障数据处理单元用于接收所述激光点云数据，并获取所述编队控制模块生成的无人车本体编队的行进切换指导信息，根据所述激光点云数据计算得到避障方向和初始避障速度，并将所述初始避障速度与所述无人车本体编队的行进切换指导信息中编队速度进行整合，获得最终的避障速度；

所述初始避障速度包括避障线速度和避障角速度；

所述避障线速度的计算公式为：

所述避障角速度的计算公式为：

其中，k_v、k_ω均为预设避障系数，v_max为避障线速度的上限值，ω_max为避障角速度的上限值，d_min为激光雷达扫描到的最小距离，r为无人车本体的半径，r₁为避障半径，θ为避障速度的矢量方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块用于通过所述通信模块将主控端的高层级指令派发至相应的无人车本体。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，所述定位模块采用UWB导航定位系统。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，所述定位模块包括基站、控制台和标签，所述基站设有四个，所述控制台与主控端连接，所述标签与无人车本体连接，所述主控端通过所述控制台获取所述基站的定位坐标，所述标签用于获取所述无人车本体的位置信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，所述通信模块采用网络交换机或局域网路由器。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，所述无人车本体包括一个领导者无人车以及多个跟随者无人车。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，其特征在于，所述编队控制模块针对所述领导者无人车的控制协议为：

其中，表示初始时刻给定的领导者无人车的编队机动速度或通过主控端实时发送的速度指令；

针对所述跟随者无人车的控制协议为：

其中，分别表示第i个跟随者无人车和领导者无人车的二维位置坐标，表示第i个跟随者无人车在期望编队形状中相对于领导者无人车的相对二维位置坐标。