基于ROS的臨場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、臨場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人可代替人去查看和感知遠(yuǎn)程環(huán)境。本文根據(jù)應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境的臨場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人的功能需求，設(shè)計(jì)了基于ROS（機(jī)器人操作系統(tǒng)）的臨場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng);并搭建了一款臨場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了控制系統(tǒng)方案是可行的。
　　本文搭建的臨場(chǎng)移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為兩輪差速驅(qū)動(dòng)，主要傳感器為Kinect傳感器和編碼器，上位機(jī)為筆記本電腦，下位機(jī)為Beaglebone Black開源控制器，遠(yuǎn)程控制平臺(tái)為任意連接入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)。臨場(chǎng)移

2、動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)基于開源的操作系統(tǒng)Ubuntu和ROS搭建，使用開源的OpenCV庫進(jìn)行視覺圖像處理，成本低、通用性強(qiáng)、易于進(jìn)行功能拓展和修改。
　　使用Kinect傳感器和編碼器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的SLAM(同時(shí)定位與制圖)。依據(jù)Kinect傳感器的數(shù)據(jù)搭建了視覺里程計(jì)模型。使用擴(kuò)展卡爾曼濾波融合編碼器里程數(shù)據(jù)和視覺里程計(jì)的數(shù)據(jù)以提高機(jī)器人定位精度。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了SLAM實(shí)驗(yàn)生成了實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境地圖，分析SLAM生成的運(yùn)動(dòng)軌跡，驗(yàn)證

3、了機(jī)器人定位精度是滿足本文要求的。
　　實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)特定人員的識(shí)別與追蹤。首先通過人臉識(shí)別出特定人員，并對(duì)該人員進(jìn)行視覺跟蹤。在視覺跟蹤過程中，如可檢測(cè)到該人員的身體，即將對(duì)人臉的視覺跟蹤更新為對(duì)人體的視覺跟蹤。結(jié)合使用Camshift跟蹤算法和卡爾曼濾波算法提高視覺跟蹤的魯棒性。然后根據(jù)Kinect深度數(shù)據(jù)確定視覺跟蹤目標(biāo)的位置。最后根據(jù)位置信息和SLAM生成的地圖進(jìn)行路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)人員的動(dòng)態(tài)追蹤。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行人員識(shí)別