[发明专利]一种基于树莓派的迎宾机器人及其使用方法

权利要求书

1.一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，包括视觉传感器（1）、LCD触摸屏（2）、机器人外壳（3）、树莓派（4）、移动机器人底座（5），所述视觉传感器（1）、所述移动机器人底座（5）与所述树莓派（4）通讯连接，所述视觉传感器（1）和所述树莓派（4）通过所述移动机器人底座（5）中的电池变压后供电，所述LCD触摸屏（2）与所述树莓派（4）通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述机器人外壳（3）固定设置于所述移动机器人底座（5）的上方，所述LCD触摸屏（2）设置于所述机器人外壳（3）的中部。

3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述视觉传感器（1）设置于所述机器人外壳（3）顶端的所述迎宾机器人的眼部。

4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述移动机器人底座（5）的底部安装两个驱动轮（6）、一个从动轮（7），所述驱动轮（6）与所述从动轮（7）铰接在所述移动机器人底座（5）的底部。

5.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述视觉传感器（1）的型号为Kinect v2。

6.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述视觉传感器（1）和所述移动机器人底座（5）通过USB串口与所述树莓派（4）进行通讯。

7.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述LCD触摸屏（2）的HDMI接口与所述树莓派（4）的HDMI接口连接，所述LCD触摸屏（2）的Touch接口与所述树莓派（4）的USB接口连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述LCD触摸屏（2）的型号为微雪7inch Capacitive Touch LCD 。

9.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的迎宾机器人，其特征在于，所述树莓派（4）安装有Ubuntu操作系统和ROS操作系统。

10.一种采用权利要求1所述基于树莓派的迎宾机器人的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：初始化，启动树莓派（4）和移动机器人底座（5），打开视觉传感器（1），设置自动加载初始化命令；

步骤SS2：获取信息，树莓派（4）通过控制移动机器人底座（5）底部的驱动轮（6）的移动，视觉传感器（1）获取室内地图，并保存该室内地图到树莓派（4）中；

步骤SS3：在树莓派（4）的3D可视化工具RVIZ中加载建立的二维地图，显示在LCD触摸屏（2）中，确定初始点后，在LCD触摸屏（2）中设置目的地；

步骤SS4：树莓派（4）运用ROS操作系统的navigation功能包，完成在全局范围内的路径规划，规划出一条从初始点到目的地的无障碍路线；

步骤SS5：当移动机器人底座（5）没有遇到步骤SS3中地图上未显示的障碍物时，则按照步骤SS4规划出的路线行走，到达目的地位置，完成导航，任务结束，转入步骤SS7，若移动机器人底座（5）遇到步骤SS3中地图上未显示的障碍物时，则转入步骤SS6；

步骤SS6：树莓派（4）运用ROS操作系统的base_local_planner包实现局部路径规划，实时规划出一条从初始点到目的地的无障碍轨迹，按新轨迹行走，到达目标位置，完成导航，任务结束，转入步骤SS7，所述base_local_planner包使用Trajectory Rollout 和DynamicWindow approaches算法计算机器人每个周期内应该行驶的速度和角度；所述TrajectoryRollout 和Dynamic Window approaches算法的设计方法如下：步骤SS61：采样移动机器人底座（1）当前的状态，即速度和角度；步骤SS62：针对每个采样的速度，计算移动机器人底座（1）以该速度行驶一段时间后的状态，得出一条行驶的路线；步骤SS63：利用是否会撞击障碍物以及所需要的时间作为评价标准为多条路线打分；步骤SS64：根据打分结果，选择最优路径；步骤SS65：重复步骤SS61至步骤SS64，直至到达目的地位置；

步骤SS7：重复步骤SS5到步骤SS7进行下一次任务。