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基于ROS的图书管理移动机器人的系统设计与实验研究

目录

1.内容概括...............................................2

1.1研究背景............................................3

1.2系统概述............................................4

1.3研究目标............................................5

1.4研究意义............................................6

1.5论文结构............................................7

2.相关技术概述...........................................8

3.系统设计..............................................10

3.1硬件平台...........................................11

3.1.1机械结构设计...................................13

3.1.2传感器选择.....................................14

3.2软件控制系统.......................................15

3.2.1ROS节点架构设计...............................17

3.2.2导航算法.......................................18

3.2.3图书管理模块...................................20

4.实验研究..............................................21

4.1实验环境搭建.......................................23

4.2测试方案...........................................25

4.3实验结果及分析.....................................26

4.3.1运动控制性能...................................28

4.3.2路径规划精度...................................29

4.3.3图书管理功能测试...............................29

5.结论与展望............................................31

1.内容概括

本研究旨在设计并实现基于的图书管理移动机器人系统，该系统能够自主导航、识别图书并进行自动管理。

机器人平台的搭建:选择合适的移动机器人平台，并对其进行改装，使其具备图书识别、搬运操作和导航功能。

系统架构的设计:基于，构建一个符合项目要求的系统架构，包含导航、感知、运动控制、图书管理等节点，实现不同模块之间的数据通讯和功能协作。

图像识别技术的应用:利用图像识别技术，实现图书的自动识别的功能，包括图书封面和书脊上的信息识别以及图书分类。

自主导航算法的研究:设计并实现适合移动机器人的自主导航算法，使之能够在书架环境中自主定位、规划路径并安全导航到目标位置。

系统性能的实验验证:通过搭建实验平台进行系统性能测试，包括导航精度、识别准确率、搬运效率等指标的评估，并进行系统可靠性和稳定性分析。

本研究成果有望为图书馆自动化管理提供更加智能化的解决方案，提高图书馆管理效率，同时促进在实际应用领域的推广发展。

1.1研究背景

随着信息技术及自动化水平的飞速发展，传统意义上的图书管理方式逐渐被现代智能管理系统所取代。移动机器人作为自动化技术和信息技术融合的产物，在许多场景下展现出强大的功能。在这样的背景下，将机器人技术应用于图书管理是一个创新且具有重要意义的课题。

具体地，移动机器人可以使书籍的整理和嘞更过程更快捷高效，减少人工作业，降低了图书馆的运营成本和时间成本。另外，通过开发基于的智能移动机器人系统，可以使其集成多种感知技术和决策算法，实现对复杂多变环境中的自主导航和物品定位。

对于图书管理的移动机器人来说，面临的挑战不少，如如何构