一种基于ROS系统的环境检测的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种环境检测装置及方法，所述方法采用计算机实现控制搭载有单线激光雷达的运动底盘的方式，并以次完成环境检测的任务。首先采用键盘控制来完成小车的转向和运动。所述运动控制基于ROS环境下，完成键盘控制节点的编写以及调用，并通过计算机与底盘之间的通讯实现该功能。在环境检测的功能实现上，运动底盘搭载了单线激光雷达，并以此作为其环境检测的传感器，通过雷达收发激光信息来实现对周围障碍物的检测，从而实现对环境的检测。本发明专利技术可以实现在长廊环境下，实现运动底盘在运动过程中，雷达实时将检测到的信息传递给计算机，并通过计算机完成构建地图的功能。并通过计算机完成构建地图的功能。并通过计算机完成构建地图的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ROS系统的环境检测的装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于ROS系统的环境检测方法及装置，尤其涉及到环境检测的方法和运动控制的方法。

技术介绍

[0002]人工进行环境检测及地图绘制过程中如果不进行准确的测量往往可能会出现较大的误差，而测量工作又会耗费大量的时间和人力，使用相机作为环境检测传感器时，虽然得到的图像与实际一致，而就其所需要处理的数据过大以及在距离的展现上有较为明显的误差来看，采用激光雷达作为传感器更为符合要求。
[0003]因此，为了节省人力物力，专利技术一种基于ROS系统的环境检测的方法核装置，以此实现环境检测、地图构建、运动控制的功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于ROS系统的环境检测方法及装置，已解决上述
技术介绍
中提到的问题。
[0005]实施本专利技术的技术方案一种基于ROS系统的环境检测装置，包括运动底盘、立柱、亚克力层板、单线激光雷达、螺钉、计算机和串口通讯线。其特征在于：所述立柱通过螺钉紧固于运动底盘上，所述亚克力层板通过螺钉固定于四根立柱之上，所述计算机置于底盘上并且在亚克力层板下方，所述单线激光雷达通过螺钉固定于亚克力层板上方，并通过串口通讯线与计算机之间完成联通，单线激光雷达收集并传递激光信息到计算机端，所述运动底盘配备有4个驱动轮，所述运动底盘内置有STM32控制器、RGB指示灯、电机驱动模块、编码器电机、12V锂电池组，并在底盘外部有各类通讯口，包括电源接口以及USB接口等，所述底盘中，运动控制信号信号传递给STM32控制器，STM32控制器与RGB指示灯相连。
[0006]所述运动底盘中12V锂电池通过充电接口进行充电，通过DC
‑
DC降压以及LDO降压给STM32供电，电压为3.3V。
[0007]所述运动底盘中电机驱动模块与编码器电机相连，所述编码器电机直接连接轮胎。
[0008]所述运动底盘中STM32控制器的主控芯片型号为STM32F103RCT6。
[0009]所述单线激光雷达的型号为RPlidar_A3。
[0010]所述计算机的型号为LAPTOP
‑
3EAUFAB8。
[0011]所述立柱用来连接固定亚克力层板和运动底盘，材料采用铝合金材料。
[0012]此外，一种基于ROS系统的环境检测方法，包括环境检测模块和运动控制模块，所述环境检测模块通过将雷达收集到的信息传递到计算机，再由计算机处理得出周围环境的信息，所述运动控制模块通过使用计算机编程完成对小车的运动控制。
[0013]所述单线激光雷达收集信息通过固定在运动平台上发射并接收反射回来的激光
信号，完成对周围环境信息和障碍物信息的收集，并通过串口通讯线将信息传递到计算机端。
[0014]所述单线激光雷达雷达收集到的实时环境信息在计算机端通过启动系统自带的RVIZ软件，并在所述RVIZ软件中以二维图像的形式呈现出来。
[0015]所述计算机接收并处理来自雷达发送的信号，通过在计算机端编写控制程序，再通过启动键盘控制节点并将此将控制命令发布到移动底盘，再由底盘发布运动命令，最终实现对运动平台运动的控制。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：（1）可以在长廊类环境中实现快速环境检测；（2）采用12V锂电池可以实现充放电功能，有效减小设备的整体尺寸，设备更加灵活，支持的环境检测范围变大；（3）采用了Rplidar_A3单线激光雷达，测量半径更大，拥有更好的精度，更大的采样频率，可以使得建图效果更加卓越。
附图说明
[0017]图1为本专利技术结构示意图。
[0018]图2为本专利技术结构框架图。
[0019]图3为本专利技术移动底盘框架图。
[0020]图4为本专利技术的功能框图。
[0021]图中：1、单线激光雷达 2、移动底盘、 3计算机 4、轮胎、 5、串口通讯线、6、立柱。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0023]一种基于ROS系统的环境检测方法及装置，如图1所示，移动底盘1内部的电机连接了外部的四个轮胎7，计算机2通过两种不同类型的串口通讯线6与单线激光雷达4以及移动底盘1联通，四根立柱5则通过螺钉与 亚克力层板3以及移动底盘1相连。
[0024]单线激光雷达与计算机之间，移动底盘控制主板与计算机之间都是依靠串口完成通讯。单线激光雷达与计算机之间通过串口进行激光信息的传递，将激光雷达获取的激光信息传递到计算机端，再通过计算机端的可视化软件实现激光信息的可视化，即可实现雷达所获得的激光信息实时出现在计算机端，便于观测环境信息的变化，之后通过在计算机段打开键盘控制节点的命令，此时可以实现通过键盘控制节点将键盘发出的指令传送给计算机，经计算机处理后转换为小车的运动信息，最后计算机通过串口将运动信息传送至小车运动底盘主板，并由底盘内部发布运动指令至编码器电机，最终完成对小车的运动控制。在小车的移动过程中，激光雷达雷达传感器所获得激光点云信息与计算机中的安装好的SLAM算法节点相结合即可实现小车实时建图功能。
[0025]如图3所示，移动底盘内部则通过充电接口实现外部电源与内部12V锂电池连接，并通过此方法完成对移动底盘的充电，运动时，由锂电池对内部设备进行供电，锂电池通过降压至3.3V完成对STM32控制器进行供电，锂电池也可以直接对带年纪驱动进行供电，再由STM32控制器完成对移动底盘运动进行控制。STM32控制器通过连接外部操作面板的RGB指示灯对外部发送信号，控制器连接内部各个其他部件，如IMU传感器和蜂鸣器等，与外部设备连接时，例如计算机作为上位机时，STM32控制器通过TTL再由串口转USB连接USB输出接
口，通过该接口连接串口通讯线与作为上位机计算机相连，传输数据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ROS系统的环境检测装置，包括运动底盘、立柱、亚克力层板、单线激光雷达、螺钉、计算机和串口通讯线，其特征在于：所述立柱通过螺钉紧固于运动底盘上，所述亚克力层板通过螺钉固定于四根立柱之上，所述计算机置于底盘上并且在亚克力层板下方，所述单线激光雷达通过螺钉固定于亚克力层板上方，并通过串口通讯线与计算机之间完成联通，单线激光雷达收集并传递激光信息到计算机端，所述运动底盘配备有4个驱动轮，所述运动底盘内置有STM32控制器、RGB指示灯、电机驱动模块、编码器电机、12V锂电池组，并在底盘外部有各类通讯口，包括电源接口以及USB接口等，所述底盘中，运动控制信号信号传递给STM32控制器，STM32控制器与RGB指示灯相连。2.根据权利要求1所述的一种基于ROS系统的环境检测装置，其特征在于：所述运动底盘中12V锂电池通过充电接口进行充电，通过DC
‑
DC降压以及LDO降压给STM32供3.3V电。3.根据权利要求1所述的一种基于ROS系统的环境检测装置，其特征在于：所述运动底盘中电机驱动模块与编码器电机相连，所述编码器电机直接连接轮胎。4.根据权利要求1所述的一种基于ROS系统的环境检测装置，其特征在于：所述运动底盘中STM32控制器的主控芯片型号为STM32F103RCT6。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐旭东，杜连明，赵江涛，卢传杰，鲁绪阁，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：