[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

说明书

本发明公开了一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，包括定位模块、通信模块、编队控制模块以及避障模块，定位模块获取各个无人车本体的实时位置信息，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，编队控制模块根据实时位置信息，生成无人车本体编队的行进切换指导信息，并通过通信模块下发至相应的无人车本体，避障模块用于根据预先采集到的激光点云信息以及无人车本体编队的行进切换指导信息解算得到避障信息，并通过通信模块发送至无人车本体进行避障。该无人车编队实验平台在保证定位能力和协同通信能力的基础上，同时实现了编队控制和自主避障等功能，更能满足无人车的编队控制需求。

技术领域

本发明涉及集群系统协同控制技术领域，更具体的说是涉及一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台。

背景技术

目前，现有的协同集群系统或集群平台主要分为两种类型，以无人车协同控制为例，一种是对主控、传感器、定位、通信等模块进行设计，实现无人车集群的协同通信，但并未考虑无人车的协同编队、导航避障等方案；另一种是针对单个模块设计新型的方法，对基于无人车编队的定位、跟踪、通信等方法进行优化，但并未考虑整体的协同控制或任务。不难发现，现有的方案无法兼顾协同控制、协同编队、导航避障等方案，导致集群平台的控制效果并不理想。

因此，如何提供一种兼顾协同控制、协同编队、导航避障等方案的无人车编队实验平台是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，该无人车编队实验平台有效解决了现有的方案无法兼顾协同控制、协同编队、导航避障等方案，导致集群平台的控制效果并不理想的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台，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所述无人车本体进行避障。

本发明的无人车编队实验平台，主要基于ROS(Robot Operating System，机器人操作系统)实现，可以对无人车本体进行定位、通信、编队、避障、控制和交互等操作。

进一步地，上述的一种基于机器人操作系统的无人车编队实验平台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。

进一步地，所述定位模块采用UWB导航定位系统。UWB(Ultra Wideband)导航定位系统主要利用无载波通信技术实现无人车本体的导航定位，可以满足无人车编队实验平台的导航定位需求。

更进一步地，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。

进一步地，所述通信模块采用网络交换机或局域网路由器。通信模块作为通信链路支持无人车本体与主控端之间以及无人车本体相互之间的各种通信需求，如高层级的编队指令和低层级的实时位置信息等。