华北赛区-河南理工大学-形而上学队-技术报告.pdf

第十四届“恩智浦”杯全国大 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校： 河南理工大学 队伍名称： 形而上学队 参赛队员： 邓相帅 朱鹏程 刘天恩 孟媛 冯梦圆 带队教师： 谢贝贝 王国东 目录 摘要 1 引言 2 第一章 概述 4 第二章 机械结构 5 2.1 车模 学 5 2.2 车模维护 7 第三章 硬件设计概要 8 3.1 电路原理图 8 3.2 电路实物图 2 3.3 各模块使用方案 2 第四章 基于ROS 的上位机设计概要 1 4.1 雷达 1 4.2 IMU 1 4.3 EKF 数据融合 2 4.4 坐标转换 2 4.5 导航 1 4.6 小车控制 1 4.7 通信 1 第五章 基于 的下位机设计概要 41 KEA 第六章 致谢及总结 1 文献 1 摘要 本文主要 了河南理工大学室外光电创意组形而上学队第十四届智能车 大赛的工作规划与成果。根据规则要求，本届室外光电创意组要求设计基于ROS 机器人操作平台，能自主构建场地地图以及在地图中自主进行避障的ROS 机器 人移动平台，平台上主要使用的传感器有激光雷达、IMU 等。我们的队伍在对 任务进行 并讨论后基于大赛组委会提供的车模，确定了以下方案：以 ROS 机器人操作系统为主机，以恩智浦S9KEAZ128AMLK 微控制器为从机，主从机 相结合以构成小车的基础性运行与软件开发平台。该平台所具有的功能有：完成 构建赛道实时地图、最优路径规划、自动避障、 控制等 功能。我们将雷 达，姿态传感器的返回信息进行融合处理来获取智能车的实时状态以及里程计 信息，通过对里程计数据的处理，从而进行对下位机的 决策与控制。主机通 过ROS 通信节点将 得到的速度与角度信息发布至从机。从机基于整车 PID 控制算法来调节驱动电机的转速和舵机旋转的角度，实现了对车模 速度和 方向的闭环控制。上位机拥有着准确的数据获取能力、 的路径规划能力 以及高效的任务发布能力，配合着下位机敏捷的任务反应速度，确保本队的智能 车可 完成并可更快更准更稳地完成基于已构建好的地图模型，实现对地图 模型中未知障碍物自动避障的任务。 关键字：ROS 机器人操作系统、巡线算法、路径规划 1 第一届全国大 智能汽车邀请赛技术报告