SLAM智能机器人关键技术的研发.pdfVIP

实验研究

SLAM智能机器人关键技术的研发

梁明亮，张凯，王云飞

（郑州铁路职业技术学院，河南郑州，451460）

基金项目：河南省科技攻关项目（项目编号：212102210281）；郑州铁路职业技术学院科研项目（项目编号：2021KY001）。

摘要：本文以飞思卡尔I.MX6处理器为控制核心，采用了Linux为系统软件平台，设计了SLAM智能机器人。该机器人配备了二维激光雷

达、摄像头、机械手、走行部等硬件设备，通过机器人软硬件的配合，能够实现高精度的地图构建、自动避障、自主路径规划、物品搬运

抓取等功能。该机器人智能化程度高，自主运行稳定，功能完善，有较好的推广价值。

关键词：SLAM；机器人；地图构建；路径规划

0引言发交互界面可以方便对机器人进行控制及操作。其整体框图

如图1所示。

随着人工智能技术的普及、传感器技术和计算机技术的

迅猛发展，机器人在人类生活的许多领域都得到了高度的重2SLAM智能机器人硬件系统设计

视和广泛的关注。智能机器人的研究得到了众多研究者的广

■2.1二维激光雷达电路

泛关注与重视。目前，机器人的广泛应用明显的给人类社会

激光雷达我们采用思岚RPLIDARA2，该雷达具有每秒

带来了诸多方便之处，例如：现在活跃在许多家庭里的扫地

高达8000次的高速激光测距采样能力，其旋转频率可以在

机器人，工业上广泛使用的搬运机器人和餐厅里普遍存在的

5-15Hz调整，默认旋转频率为10Hz。激光雷达通过采用的

送餐机器人。对人类社会经济的发展起到了较好的促进作用。

是三角测距技术，每次测距过程中，激光雷达发射调制过的

虽然我国在智能机器人领域进步迅速，但这还远未达到

红外激光信号，该激光信号在物体上的反光被雷达的视觉系

彻底完善的地步。对智能机器人整机及其关键零部件在性能

统接收，经过处理后得到物体距离雷达的距离和夹角数据。

测试、精度检测、精准定位以及误差补偿等领域还存在不少

激光雷达上电后，会自动进行顺时针的旋转，通过不间断的

空白需要填补，对智能机器人关键技术的研究需进一步深

旋转，实现对周围障碍物距离、夹角数据、起始值等信息的

化。本文就SLAM智能机器人关键技术进行研究，对智能

测量。激光雷达获得的数据通过串口通信发送给主控制器，

机器人工业应用的关键软硬件技术进行研究和设计开发，实

进行周围地图数据的处理和存储。激光雷达主要实现同步定

现智慧工厂中对不同区域中零部件的智能检测、自动抓取、

工件搬运和精准投放的功能和其他人工智能拓展功能，取代位与建图(SLAM)、环境扫描与3D重建、机器人导航与定

位等功能。其电路原理图如图2所示。

传统工业生产中的人工操作或半自动化操作环节，以满足工

■2.2陀螺仪电路

业生产和产业升级的需要。

陀螺仪我们采用MPU6050芯片，其是一款高性能三轴

1SLAM智能机器人