本發(fā)明是一種應(yīng)用于室內(nèi)機(jī)器人的自主導(dǎo)航方案，所屬機(jī)器人領(lǐng)域。

技術(shù)背景

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，以這些技術(shù)為核心的機(jī)器人技術(shù)也在各個(gè)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，其中包括以替代人力完成諸如家庭服務(wù)、巡邏和貨物搬運(yùn)等復(fù)雜度不高但需要在室內(nèi)空間中的進(jìn)行不斷移動(dòng)的工作為目的的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人。

導(dǎo)航技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人的核心技術(shù)之一，在復(fù)雜多變的室內(nèi)環(huán)境中，一種穩(wěn)定有效的導(dǎo)航方案是決定機(jī)器人能夠完成其工作的關(guān)鍵。對(duì)于工作于開闊室外空間而對(duì)精度要求不高的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，通?？梢越柚鷊ps進(jìn)行定位和導(dǎo)航，但對(duì)于工作在室內(nèi)的移動(dòng)機(jī)器人來說，不穩(wěn)定且精度較低的民用gps導(dǎo)航系統(tǒng)無法提供足夠準(zhǔn)確的信息供機(jī)器人在狹小封閉的空間中進(jìn)行移動(dòng)。

目前常見的低端室內(nèi)機(jī)器人多采用雷達(dá)或紅外線進(jìn)行障礙檢測，并在遇到障礙物時(shí)通過被動(dòng)的避障來實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)，其移動(dòng)軌跡具有很大程度的隨機(jī)性，且無法進(jìn)行事先指定好目的地的定向移動(dòng)。部分高端機(jī)器人方案則多采用一線激光雷達(dá)或立體視覺系統(tǒng)進(jìn)行避障和導(dǎo)航，這兩種方案雖然能夠通過獲取更多環(huán)境信息而實(shí)現(xiàn)定向移動(dòng)和主動(dòng)避障，但其在實(shí)際應(yīng)用中均存在一定的局限性。通過一線激光雷達(dá)進(jìn)行導(dǎo)航的方案雖然能夠通過獲取環(huán)境的二維輪廓來實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃和避障，然而該方案僅能夠?qū)σ痪€雷達(dá)所在的平面進(jìn)行掃描和建模，而對(duì)于低于或高于其掃描平面的障礙物則無能為力。利用立體視覺雖然能夠獲取立體的環(huán)境信息，但由于攝像頭的視角的限制，其掃描范圍無法覆蓋足夠的空間區(qū)域，且該方案還存在需要處理的數(shù)據(jù)量大、噪聲干擾大和有效距離短等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有方案的不足，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種全新的基于雙一線激光雷達(dá)的機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)。相比于現(xiàn)有主流室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，本發(fā)明僅使用了兩部低成本一線激光雷達(dá)作為信息來源，但達(dá)到了明顯優(yōu)于現(xiàn)有同等成本的方案的導(dǎo)航和避障效果。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

基于雙一線激光雷達(dá)的機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括雙一線雷達(dá)系統(tǒng)、上層導(dǎo)航系統(tǒng)、底層控制算法、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)；所述上層導(dǎo)航系統(tǒng)包括slam算法、坐標(biāo)變換算法；利用slam算法根據(jù)水平安裝的雷達(dá)采集的原始激光雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)構(gòu)建當(dāng)前空間的二維地圖，同時(shí)解算出機(jī)器人平臺(tái)的位移信息；所述坐標(biāo)變換算法根據(jù)slam算法所獲得的機(jī)器人位移信息對(duì)動(dòng)態(tài)掃描的雷達(dá)各時(shí)刻所獲取的原始激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換和疊加，從而將采集的環(huán)境信息確定出機(jī)器人周圍空間內(nèi)障礙物的三維信息；根據(jù)構(gòu)建的二維地圖進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，規(guī)劃出一條當(dāng)前位置與目的地之間的可行路徑；與此同時(shí)采集機(jī)器人的實(shí)時(shí)速度；如此根據(jù)采集到的速度信息、全局路徑、三維數(shù)據(jù)進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，并生產(chǎn)控制指令，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人上層導(dǎo)航；所述底層控制算法對(duì)上層導(dǎo)航系統(tǒng)生成的控制指令進(jìn)行解析和坐標(biāo)變換，并利用pid控制對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)。

與現(xiàn)有系統(tǒng)技術(shù)相比，本系統(tǒng)的有益效果是：

1)本系統(tǒng)可以靈活地應(yīng)用于多種室內(nèi)場景，且便于部署。

2)雙一線激光雷達(dá)配合獲取三維信息，在較小數(shù)據(jù)量的情況下獲取了足夠的環(huán)境信息，提高了數(shù)據(jù)的利用率，并降低了數(shù)據(jù)處理成本。

3)基于空間三維信息實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和避障系統(tǒng)，有效提升了機(jī)器人的自主移動(dòng)能力和避障效果，增加了系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性。

附圖說明

圖1為雙一線激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為雷達(dá)掃描范圍示意圖。

圖3為機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)原理圖。

圖5為底層控制單元系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)速度與三個(gè)輪子運(yùn)動(dòng)速度。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步介紹。

第一部分技術(shù)方案原理介紹：

1、利用兩部一線激光雷達(dá)和外圍控制電路構(gòu)成雙一線雷達(dá)系統(tǒng)，采集環(huán)境數(shù)據(jù)。如圖1所示，兩部激光雷達(dá)采用不同的安裝方式，其中一部水平固定安裝，用于獲取機(jī)器人所在空間的平面輪廓。另一部雷達(dá)在由舵機(jī)1提供動(dòng)力的雷達(dá)控制器的控制下進(jìn)行上下掃描，并由雷達(dá)控制器將當(dāng)前雷達(dá)掃描平面與水平面的夾角信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2、使用nvidiajetsontx1嵌入式平臺(tái)作為核心控制器搭建機(jī)器人硬件平臺(tái)。整個(gè)平臺(tái)按照功能可分為四個(gè)主要部分，分別為數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)和輔助部件。其中數(shù)據(jù)采集單元是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，利用針對(duì)本項(xiàng)目特殊設(shè)計(jì)的雙一線激光雷達(dá)系統(tǒng)采集環(huán)境信息。采集到的數(shù)據(jù)會(huì)被發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元，該部分是整個(gè)系統(tǒng)的核心，采用一塊nvidiajetsontx1嵌入式平臺(tái)作為機(jī)器人操作系統(tǒng)和各種上層算法運(yùn)行的載體。運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)包括機(jī)器人的機(jī)械平臺(tái)、底層控制器以及驅(qū)動(dòng)電路。此外，系統(tǒng)還包括一些輔助部件如路由器、電源等。

3、構(gòu)建機(jī)器人上層導(dǎo)航系統(tǒng)。該導(dǎo)航系統(tǒng)利用slam算法(現(xiàn)有技術(shù))根據(jù)水平安裝的雷達(dá)采集的原始激光雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)構(gòu)建當(dāng)前空間的二維地圖，同時(shí)根據(jù)建圖過程中的特征匹配解算(由slam算法的組成部分，已屬于現(xiàn)有技術(shù))出機(jī)器人平臺(tái)的位移信息。

導(dǎo)航系統(tǒng)中的坐標(biāo)變換算法根據(jù)slam算法所獲得的機(jī)器人位移信息對(duì)動(dòng)態(tài)掃描的雷達(dá)各時(shí)刻所獲取的原始激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換和疊加，從而由采集的環(huán)境信息最終獲得機(jī)器人周圍空間內(nèi)障礙物的三維信息。

根據(jù)構(gòu)建的二維地圖，利用ros導(dǎo)航功能包(為現(xiàn)有技術(shù)，搭建于ros機(jī)器人ubuntu操作系統(tǒng)上)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，規(guī)劃出一條當(dāng)前位置與目的地之間的可行路徑；與此同時(shí)利用里程信息處理單元采集機(jī)器人的實(shí)時(shí)速度，之后再利用ros導(dǎo)航功能包根據(jù)采集到的速度信息以及全局路徑和坐標(biāo)變換所生成的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，并生產(chǎn)控制指令，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人上層導(dǎo)航系統(tǒng)。

4、底層控制算法對(duì)上層導(dǎo)航系統(tǒng)生成的控制指令進(jìn)行解析和坐標(biāo)變換，并利用pid控制對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)。底層控制單元系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

第二部分進(jìn)一步用實(shí)施例說明

1、雙一線激光雷達(dá)系統(tǒng)

本發(fā)明使用兩個(gè)一線激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。兩個(gè)雷達(dá)均可在水平面內(nèi)進(jìn)行360度掃描，從而在一個(gè)周期內(nèi)獲得平面內(nèi)360度范圍的障礙物距離信息。

其中一部雷達(dá)(雷達(dá)2)安裝機(jī)器人底部距離地面10cm處，雷達(dá)2掃描平面水平放置，在運(yùn)行過程中可獲取所在室內(nèi)環(huán)境的基本輪廓信息，用戶后續(xù)全局地圖構(gòu)建。受機(jī)器人結(jié)構(gòu)限制，為保護(hù)雷達(dá)不在機(jī)器人運(yùn)行過程中因受到碰撞而損壞，雷達(dá)2整體嵌入機(jī)器人內(nèi)部，并在前端留出約150度的空間用于掃描外部環(huán)境，其余角度范圍內(nèi)數(shù)據(jù)均被丟棄。經(jīng)測試，該安裝方式完全可以滿足實(shí)際數(shù)據(jù)采集需求。

另一部激光雷達(dá)(雷達(dá)1)則安裝在機(jī)器人頂部的掃描雷達(dá)控制器上。整個(gè)掃描雷達(dá)控制器由機(jī)械裝置和控制電路組成。機(jī)械裝置包括用于固定整個(gè)裝置的支架、用于安裝雷達(dá)1的底座、用于傳動(dòng)的連桿和用于提供動(dòng)力的舵機(jī)1，整個(gè)裝置呈四邊形結(jié)構(gòu)。該采集系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，舵機(jī)1在控制電路(即雷達(dá)控制器)的控制下進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)雷達(dá)1繞底座轉(zhuǎn)軸對(duì)空間進(jìn)行掃描。

機(jī)器人頂端雷達(dá)1的掃描范圍如圖2所示。

由于雷達(dá)1位于機(jī)器人頂端，因此其掃描范圍主要分布在機(jī)器人頂端所在的平面以下。如圖2所示，為使機(jī)器人能夠順利繞過障礙物，周圍預(yù)留一定安全距離，由幾何關(guān)系可知，雷達(dá)1在水平面以下的掃描范圍θ1可由公式(1)計(jì)算得到

其中δ為安全距離，h為機(jī)器人高度。當(dāng)安全距離為20cm，機(jī)器人高度為120厘米時(shí)，由公式(1)計(jì)算可得水平面以下掃描角度約為80.54°。此外，機(jī)器人上方也預(yù)留一定的安全空間，設(shè)置水平面上方掃描范圍為10°，因此雷達(dá)1將在水平面上下共大約90°的空間內(nèi)進(jìn)行掃描。

雙一線雷達(dá)系統(tǒng)包括雷達(dá)控制器和電源模塊組成，雷達(dá)控制器通過pwm對(duì)舵機(jī)1角度進(jìn)行控制，雷達(dá)1在雷達(dá)控制器的控制下以一定步長在90°范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，與此同時(shí)雷達(dá)控制器會(huì)將當(dāng)前雷達(dá)平面與水平面間的夾角發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于坐標(biāo)變換。電源模塊可輸出5v和6v兩種電壓，5v為雷達(dá)控制器提供正常工作電壓，6v輸出則用于舵機(jī)1供電。

2機(jī)器人硬件平臺(tái)

本發(fā)明所采用的機(jī)器人硬件平臺(tái)如圖3所示。

其按照功能平臺(tái)可分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行以及輔助部件。其中數(shù)據(jù)采集部分通過上述雙一線激光雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理部分采用英偉達(dá)公司的jetsontx1嵌入式平臺(tái)，該平臺(tái)上搭載了ubuntu操作系統(tǒng)和ros機(jī)器人操作系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的處理工作和機(jī)器人自主導(dǎo)航算法。運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分主要由arduino控制器配合驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)和舵機(jī)以及機(jī)器人底盤組成。機(jī)器人底盤采用三輪驅(qū)動(dòng)的開源機(jī)器人平臺(tái)hcr，其動(dòng)力來自于三個(gè)12v直流減速電機(jī)，每個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)一個(gè)輪子，通過三個(gè)輪子的不同速度組合來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定向移動(dòng)。從上層控制指令到電機(jī)實(shí)際速度的解算過程由運(yùn)行于arduino上的控制算法完成。外圍輔助電路則包括用于電池、穩(wěn)壓模塊和路由器等部件，電源配合穩(wěn)壓模塊用于為系統(tǒng)提供相應(yīng)的電源，路由器則為上位機(jī)和機(jī)器人的通信提供支持。

3、機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)

3.1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法

對(duì)空間進(jìn)行掃描的雷達(dá)采集的數(shù)據(jù)是基于固定于雷達(dá)上的坐標(biāo)系的距離信息，而雷達(dá)與機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此要根據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取機(jī)器人坐標(biāo)系下的障礙物三維信息則需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換。

雷達(dá)采集到的原始數(shù)據(jù)在圓柱坐標(biāo)系表示為(ρ,φ,z)，根據(jù)公式(2)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)

若以機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)前進(jìn)方向?yàn)閤軸正方向，豎直向上為z軸正方向，機(jī)器人底盤中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，則雷達(dá)數(shù)據(jù)在機(jī)器人坐標(biāo)系下可由下式計(jì)算

其中[xyz]'是變換到直角坐標(biāo)系下的雷達(dá)數(shù)據(jù)，[x'y'z']'是變換到機(jī)器人坐標(biāo)系下的雷達(dá)數(shù)據(jù)，是由雷達(dá)控制器發(fā)回的當(dāng)前雷達(dá)掃描平面與水平面間的夾角，[x0y0z0]'則是雷達(dá)在機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

考慮到機(jī)器人在進(jìn)行掃描時(shí)在不斷運(yùn)動(dòng)，因此機(jī)器人坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)系間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為得到更準(zhǔn)確的空間信息需要將機(jī)器人坐標(biāo)系下的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換到空間坐標(biāo)系下，為此需要獲得機(jī)器人在空間坐標(biāo)系下的位置。系統(tǒng)將固定安裝的激光雷達(dá)1作為獲取該位置信息的數(shù)據(jù)來源。不同于用于掃描的雷達(dá)，該雷達(dá)所采集的是同一水平面內(nèi)的環(huán)境信息。

數(shù)據(jù)處理算法，首先對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的坐標(biāo)平移變換，將其轉(zhuǎn)換到空間坐標(biāo)系下，之后采用slam算法對(duì)機(jī)器人在不同時(shí)刻采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征匹配，進(jìn)而解算出機(jī)器人在空間中的位移信息。通過對(duì)位移信息進(jìn)行累加，同時(shí)根據(jù)編碼器測得的機(jī)器人移動(dòng)速度對(duì)累加結(jié)果進(jìn)行修正，再根據(jù)機(jī)器人的初始位置即可獲得空間坐標(biāo)系下的位置。

在獲得機(jī)器人在空間坐標(biāo)系下的位置后，將機(jī)器人坐標(biāo)系下的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行平移即可得到空間坐標(biāo)系下的空間信息。當(dāng)機(jī)器人完成一次90°范圍內(nèi)的掃描后，將所有掃描到的點(diǎn)經(jīng)過上述變換后進(jìn)行疊加，最終得到當(dāng)前機(jī)器人附近空間的三維信息。

3.2slam算法

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場合和性能需求，本發(fā)明采用了hectorslam算法(現(xiàn)有技術(shù))作為構(gòu)建地圖的算法。該算法采用了占據(jù)柵格地圖(occupancygirdmap)作為地圖信息的模型，利用基于雙線性插值和高斯牛頓法的特征匹配方法計(jì)算各數(shù)據(jù)點(diǎn)間的位置關(guān)系，從而構(gòu)建出二維環(huán)境地圖并得到機(jī)器人位移信息。

3.3上層導(dǎo)航系統(tǒng)

機(jī)器人的導(dǎo)航可分為三個(gè)過程：環(huán)境建模、路徑規(guī)劃以及機(jī)器人控制。環(huán)境建模過程包括前文所述的坐標(biāo)變換和地圖構(gòu)建，該過程最終生成了所需的二維環(huán)境地圖和包含障礙物信息的三維點(diǎn)云。路徑規(guī)劃是整個(gè)系統(tǒng)的決策部分，該過程根據(jù)環(huán)境地圖和障礙物信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行多層次的路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)仿真，從而生成當(dāng)前狀態(tài)下最合理的期望運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將其封裝成控制指令發(fā)送至底層控制器。機(jī)器人控制則以底層控制算法為核心，根據(jù)控制指令實(shí)際驅(qū)動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)。完整的機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)如圖4所示。

3.4底層控制算法

底層控制算法基于arduino平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，其主要包括指令解析、坐標(biāo)變換、pid控制以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等幾部分。底層控制算法結(jié)構(gòu)圖5所示。

底層控制算法通過串口接收到上層導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生的控制指令后首先對(duì)其進(jìn)行解析。該控制指令中包含機(jī)器人的期望移動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)角速度。本設(shè)計(jì)所采用的是三輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)械平臺(tái)，而控制指令所提供的是整個(gè)機(jī)器人平臺(tái)的速度，因此需要將機(jī)器人的期望速度轉(zhuǎn)換為三個(gè)輪子的期望速度。

以機(jī)器人底盤中心為原點(diǎn)，機(jī)器人前進(jìn)方向?yàn)閤軸正方向，豎直向上為z軸正方向建立坐標(biāo)系，設(shè)機(jī)器人在x軸和y軸方向上的期望速度及繞z軸的轉(zhuǎn)速構(gòu)成的向量為[vxvyω]^t，而三個(gè)輪子的速度所構(gòu)成的向量為[v1v2v3]^t。設(shè)二者之間存在變換關(guān)系

上式可改寫為

式中[vxvyω]^t的值由控制指令給定，因此只需確定參數(shù)矩陣即可解得三個(gè)輪子的速度向量。

機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)速度與三個(gè)輪子運(yùn)動(dòng)速度如圖6所示.

根據(jù)上圖，利用動(dòng)力學(xué)原理可分別求得參數(shù)矩陣中各值。本設(shè)計(jì)中最終求得的參數(shù)矩陣(根據(jù)實(shí)際情況修正后)的參數(shù)矩陣為將其帶入式中即可得三個(gè)輪子速度與機(jī)器人移動(dòng)速度間的關(guān)系。在得到三個(gè)輪子的的期望速度后，底層控制單元將利用pid算法對(duì)三個(gè)輪子分別進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。

底層控制單元除了實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤電機(jī)的控制之外還實(shí)現(xiàn)了編碼器數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換。本發(fā)明中所采用的電機(jī)的編碼器為ab相輸出，兩相之間相位相差90度，通過對(duì)任何一相的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)即可得到電機(jī)當(dāng)前速度，而通過檢測兩相之間的相位差即可判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。本發(fā)明中通過底層控制器的gpio中斷來對(duì)編碼器a相脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，而a相和b相之間的相位差則通過判斷a相上升沿到來時(shí)b相的電平高低來確定。若a相上升沿到來時(shí)b相為低電平則電機(jī)正轉(zhuǎn)，否則電機(jī)則為反轉(zhuǎn)。

在通過編碼器獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向之后，需要將三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為機(jī)器人的速度，該轉(zhuǎn)換過程與從機(jī)器人期望速度到電機(jī)期望轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換過程相反。在完成轉(zhuǎn)換后底層控制單元將利用ros的通信機(jī)制將其發(fā)布在/velocity話題上，而上層的算法則通過訂閱該話題來獲取機(jī)器人實(shí)時(shí)的速度信息。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)

1)發(fā)明了一種新的基于激光雷達(dá)定位技術(shù)的機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)，通過兩部一線激光雷達(dá)的相互配合實(shí)現(xiàn)了相比于傳統(tǒng)方案更加穩(wěn)定可靠的室內(nèi)機(jī)器人自主導(dǎo)航功能。

2)利用機(jī)械裝置和嵌入式控制器實(shí)現(xiàn)了雙雷達(dá)協(xié)同工作。

3)本發(fā)明具有較高的可移植性，并能夠靈活應(yīng)用于多種不同的室內(nèi)場景。