摘要：基于树莓派与ROS，设计制作了一个小型移动机器人，使该移动机器人能在室内环境下进行SLAM定位建图与路径规划导航。并研究了移动机器人在室内环境下通过激光雷达等环境感知传感器进行路径规划的问题。深入了解了树莓派和ROS的性能特点和分析了移动机器人的功能结构，搭建了一个适合于室内环境中行动的机器人结构。在树莓派4B上安装ubuntu和ROS系统进行程序开发，制作一个机器人路径规划控制系统。该系统通过激光雷达进行SLAM和move_base路径规划。路径规划控制系统基于Linux和ROS环境，采用C++语言和Python语言以及各类开源库开发。最后使机器人在实际室内环境中进行测试，对移动机器人路径规划中用到的算法进行了实际论证。并根据机器人运行的实际情况，对程序的相关算法进行优化。过程重点论述了SLAM同步定位建图和路径规划的基本原理与实现流程。

 

关键词：移动机器人；路径规划；树莓派；SLAM

 

目录

摘要

Abstract

1绪论1

1.1概述1

1.2研究移动机器人自主路径规划的意义1

1.3目前移动机器人自主路径规划的发展现状1

2系统的总体方案设计3

2.1研究内容3

2.2设计思路及方法3

2.3工作结构和原理3

2.4硬件选型及操作系统选择5

2.4.1控制器树莓派的型号选择5

2.4.2环境感知传感器的选择8

2.4.3机器人外形结构的选择8

2.4.4树莓派操作系统的选择9

3系统的硬件设计10

3.1系统的总体电路图10

3.2系统的电源电路设计11

3.3系统的驱动电路设计11

3.4系统的显示电路设计12

4系统设计及程序13

4.1系统的总体工作过程13

4.2激光雷达的数据采集流程14

4.3 SLAM定位与建图16

4.4 move_base路径规划17

5系统测试与分析18

结论19

参考文献20

附录21

致谢24