【摘 要】
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自上个世纪80年代以来,由于电子、传感器、计算机等新兴技术的不断发展和信息化、工业化的不断融合,机器人产业得以在高端技术产业中迅猛发展。机器人技术的应用已经从制造业等传统领域迅速扩展至教育、娱乐、家庭、医护、救援、野外探索和军事等领域。课题以展厅讲解、迎宾导航为应用背景,设计了一款基于ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)的室内服务机器人。对ROS、SLAM(Sim
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自上个世纪80年代以来,由于电子、传感器、计算机等新兴技术的不断发展和信息化、工业化的不断融合,机器人产业得以在高端技术产业中迅猛发展。机器人技术的应用已经从制造业等传统领域迅速扩展至教育、娱乐、家庭、医护、救援、野外探索和军事等领域。课题以展厅讲解、迎宾导航为应用背景,设计了一款基于ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)的室内服务机器人。对ROS、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即时定位与建图)算法、导航算法进行研究。基于ROS设计了二维激光雷达室内SLAM系统,使用基于粒子滤波的SLAM算法实现了机器人工作环境的地图建立,并采用了人工标注栅格地图的方法解决实际建图中存在的问题。基于ROS的导航框架,使用A星算法和DWA算法实现了机器人的导航功能。依据展厅功能需求,设计了机器人的硬件结构,制定了符合ROS规范的上位机与功能模块间串行通信协议,并使用Arduino开发板实现了对机器人移动的控制;利用在线语音技术实现了机器人的语音交互功能,使机器人能够使用中文与访客进行语音交互,并能够理解语音命令带领访客参观展厅并在各个展位进行讲解。最后对本文设计的室内服务机器人控制系统的一系列测试和实验,验证了各项功能的合理性和有效性,达到了设计要求。
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