一种基于ROS系统的全方位移动智能小车技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ROS系统的全方位移动智能小车，包括若干个层叠设置的底盘；下层底盘上安装有若干个万向轮，每个万向轮均连接有电机，下层底盘上还设有控制器、电机驱动板和电池，电池一路通过降压模块与控制器相连、另一路通过稳压模块与电机驱动板相连，控制器与电机驱动板相连，电机驱动板与电机相连；上层底盘安装有开发板、激光雷达和深度摄像头，开发板与激光雷达、深度摄像头、控制器相连。本实用新型专利技术通过这一整套ROS小车平台的搭建，满足ROS机器人操作系统平台的各项要求。

An Omnidirectional Mobile Intelligent Car Based on ROS System

【技术实现步骤摘要】
一种基于ROS系统的全方位移动智能小车
本技术涉及小车控制
，具体涉及一种基于ROS系统的全方位移动智能小车。
技术介绍
目前国内ROS开发平台种类非常有限，并且成本较高，不利于人们进行ROS系统的学习和使用。特别是对于经费不足的高校，学生只能从书本上学习理论或者在电脑上进行仿真，自主创造设计难度非常大，导致学生不知其所以然，非常不利于学生完善地学习。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术的不足，本技术提供一种基于ROS系统的全方位移动智能小车，满足运动控制系统的方便性，实现了简单高效的运动控制。技术方案：本技术所述的基于ROS系统的全方位移动智能小车，包括若干个层叠设置的底盘；下层底盘上安装有若干个万向轮，每个万向轮均连接有电机，下层底盘上还设有控制器、电机驱动板和电池，电池一路通过降压模块与控制器相连、另一路通过稳压模块与电机驱动板相连，控制器与电机驱动板相连，电机驱动板与电机相连；上层底盘安装有开发板、激光雷达和深度摄像头，开发板与激光雷达、深度摄像头、控制器相连。进一步地，所述底盘为铝合金圆形底盘。进一步地，所述底盘为3个。进一步地，所述底板之间均设有激光雷达和深度摄像头，激光雷达和深度摄像头与开发板相连。进一步地，每个所述电机上均安装有光电编码器。有益效果：与现有技术相比，本技术的优点：本技术通过这一整套ROS小车平台的搭建，满足ROS机器人操作系统平台的各项要求，减少了高校的教学成本，提高了教学效率，让学生可以亲自实践，不必纠结于书本原理和电脑仿真。可以先将一些ROS功能，例如slam、导航、跟随等功能先运行起来，不但提高了学生对ROS的直观认知，而且大大提高其学习热情和学习效率。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为全方位移动智能小车上层结构；图3为全方位移动智能小车下层结构；图4为电机调速控制流程图；图5为全方位移动智能小车工作原理；图中：1、底盘，2、控制器，3、电池，4、电机驱动板，5、电机，6、万向轮，7、激光雷达，8、深度摄像头，9、开发板。具体实施方式下面通过附图对本技术技术方案进行详细说明。实施例1：如图1至图5所示的基于ROS系统的全方位移动智能小车，包括电机*3，控制器，电机驱动板，500线光电编码器*3，三轴加速度器，三轴陀螺仪，蓝牙模块，OLED显示器，100mm万向轮*3，电池，铝合金圆形底盘3个，激光雷达，深度摄像头，开发板组成；电机采用MD36直流电机，控制器采用STM32F103RC，电机驱动板采用BTN7921驱动器，电池采用5AH22.2V锂电池，开发板采用树莓派3B。控制器、降压模块、稳压模块、电机、万向轮、电机驱动板装在最下层底盘，电池电源引出两路，一路通过降压模块给控制器供5V电压，另一路通过稳压模块接在电机驱动板上，控制器和电机驱动板连接。然后一层一层地安装上激光雷达和深度摄像头，最后通过树莓派3B的USB接口连接外部传感器和STM32串口1。本智能小车除了电机调速部分，其余的功能实现全部基于树莓派3B上运行的ROS机器人操作系统。为了降低成本，使用了普通的直流电机进行加装光电编码盘，放弃了传统的伺服电机,通过接受10ms定时编码盘的计数来计算当前电机速度，通过PID闭环控制和一些滤波的手段来进行相对精准地控速。通过运动学相关计算公式及原理，实时地将XY轴的线速度和Z轴的角速度与3个电机各个的旋转速度相互转换。树莓派3B开发板端通过串口发送3个电机实时的期望速度，并接收当前各电机的实时速度和小车的偏航角度，然后通过积分计算当前里程以及将偏航角并转换为四元数，最终信息发布到ROS系统中。搭建基于局域网的信息分布网，在小车系统面对较为复杂的计算，且树莓派3B开发板计算能力不足时，远端PC将进行计算并传达最终的结果。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本技术，但其不得解释为对本技术自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本技术的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ROS系统的全方位移动智能小车，其特征在于：包括若干个层叠设置的底盘；下层底盘上安装有若干个万向轮，每个万向轮均连接有电机，下层底盘上还设有控制器、电机驱动板和电池，电池一路通过降压模块与控制器相连、另一路通过稳压模块与电机驱动板相连，控制器与电机驱动板相连，电机驱动板与电机相连；上层底盘安装有开发板、激光雷达和深度摄像头，开发板与激光雷达、深度摄像头、控制器相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于ROS系统的全方位移动智能小车，其特征在于：包括若干个层叠设置的底盘；下层底盘上安装有若干个万向轮，每个万向轮均连接有电机，下层底盘上还设有控制器、电机驱动板和电池，电池一路通过降压模块与控制器相连、另一路通过稳压模块与电机驱动板相连，控制器与电机驱动板相连，电机驱动板与电机相连；上层底盘安装有开发板、激光雷达和深度摄像头，开发板与激光雷达、深度摄像头、控制器相连。2.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，周皓，滕帆，黄佳琦，吉彦霖，薛炎，
申请(专利权)人：苏州德斯米尔智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32