[发明专利]一种基于Jetson Nano的室内机器人自主建图导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于Jetson Nano的室内机器人自主建图导航系统及方法，包括机器人本体和控制机构，所述控制机构安装在机器人本体内部；所述控制机构包括控制模块、雷达模块、无线通信模块、显示模块和电源模块；所述控制模块包括底层控制开发板、上层处理器、双路直流减速电机驱动、惯性传感器和高精度霍尔编码器；所述雷达模块包括高精度激光雷达传感器；所述显示模块包括显示屏和可见光摄像头；所述无线通信模块包括无线网卡；所述电源模块包括锂电池和电源转接线；所述控制模块分别与雷达模块、无线通信模块、显示模块和电源模块相连接。本发明可实现小车雷达建图导航、自主避障、实时定位等功能。

技术领域

本发明涉及机器人建图导航技术领域，特别涉及一种基于Jetson Nano的室内机器人自主建图导航系统及方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，我国室内自主移动机器人在物流、智能销售、导览等领域发展迅速，移动机器人大量地进入越来越复杂的应用场景。

在智能机器人技术开发领域中，建图导航技术的应用是非常重要的，在机器人的应用中通过导航技术能够控制机器在一定的区域内进行移动来完成一些工作，但是现有的技术中对于机器人的导航只停留在单纯的控制机器人在两点一线或几点一线的固定线路中进行移动，并不能够记录路线并在所记录的路线中优化要行走的路线，因此机器人能够实现自主优化线路、自主导航的功能是非常必要的。其次，在室内环境下，相较于传统的工控机或树莓派，在机器人建图导航的过程中具有体积较大影响机器人运动控制、信息采集和处理速度不满足的情况，往往造成了许多不必要的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于Jetson Nano的室内机器人自主建图导航系统及方法，可实现小车雷达建图导航、自主避障、实时定位等功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于Jetson Nano的室内机器人自主建图导航系统，包括机器人本体和控制机构，所述控制机构安装在机器人本体内部；

所述控制机构包括控制模块、雷达模块、无线通信模块、显示模块和电源模块；

所述控制模块包括底层控制开发板、上层处理器、双路直流减速电机驱动、惯性传感器和高精度霍尔编码器；

所述雷达模块包括高精度激光雷达传感器；

所述显示模块包括显示屏和可见光摄像头；

所述无线通信模块包括无线网卡；

所述电源模块包括锂电池和电源转接线；

所述控制模块分别与雷达模块、无线通信模块、显示模块和电源模块相连接。

所述底层控制开发板采用STM32F103VET6，用于将底层车轮运动控制和速度信息反馈，所述上层处理器采用安装有Ubuntu Linux系统和机器人操作系统(ROS)的JetsonNano，进行发布命令和多源传感器信息处理，所述双路直流减速电机驱动对机器人本体提供运动使能，所述惯性传感器用于检测和测量机器人本体加速度、旋转和多自由度运动，所述高精度霍尔编码器用于反映电机角位移或直线位移，通过检测机器人本体运动过程中的霍尔电压所产生脉冲信号，根据所产生的脉冲数目检测转速。

所述雷达模块采用思岚A1的激光雷达传感器用于建图和避障，设置在机器人本体上，用于360°旋转地扫描周围环境，扫描的最远距离是8m，建立的环境地图为二维平面地图。

所述无线通信模块包括基于Ubuntu系统的无线网卡，设置于上层处理器JetsonNano上，外置300M无线速率天线，用于与所述控制机构中的上层处理器Jetson Nano和远程控制机构的连接。