[发明专利]基于ROS系统的智能割草机器人及激光扫描雷达地图构建方法

说明书

本发明提供一种基于ROS系统的智能割草机器人及激光扫描雷达地图构建方法，主要包括割草机本体、主控制器、激光扫描雷达以及图像采集装置，激光扫描雷达和图像采集装置的信号输出端均与主控制器的信号输入端相连接，主控制器的信号输出端分别与行走机构和割草机构相连接，本发明通过激光扫描雷达可精确把握整体草坪规格。当可移动割草机本体启动时，主控模块发出启动信号并激活匀速周向旋转单元与激光发射接收单元以用于构建电子地图；主控制器控制行走机构不断行走并于不同的位置修正环境电子地图，很好的解决了割草机在陌生环境作业时，都需要人为手动反复进行测量与输入参数，致使工作效率降低的问题。

技术领域

本发明属于智能割草机器人技术领域，具体涉及一种基于ROS系统的智能割草机器人及激光扫描雷达地图构建方法。

背景技术

随着城市建设步伐的加快以及人们环保意识的不断提高，城镇绿化率已逐步成为衡量一座城市发展水平的重要依据。近几年，足球场、操场和生活小区的绿地日益增多，其中对于草坪的维护工作也随之增加，现有的割草机多数为人工手动，所修剪出的草坪高度参差不齐，且消耗大量的人力物力。现有的智能割草机器人大多采用超声波传感器，虽然也能检测前方障碍物，但是不能准确把握整体草坪的规格，因而需要人为对场地进行实时检测，并将数据传输给割草机，进而建立外界环境电子地图，该方法一旦在新的草坪作业时，又需要人工重新进行测量与输入，这极大的降低了工作效率，不能满足当今的市场需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于ROS系统的智能割草机器人及激光扫描雷达地图构建方法，本发明通过激光扫描雷达自动扫描并实时更新建立外界环境电子地图，不再需要人工进行测量与输入，显著提高了智能割草机器人的作业效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：基于ROS系统的智能割草机器人，包括割草机本体及主控制器，该割草机本体具有控制其运动的行走机构和用于控制其对待作业草坪进行切割的割草机构，还包括：

激光扫描雷达，设置在割草机本体上并与主控制器相连接，用于采集割草机本体周围待作业草坪的信息并构建环境电子地图；

图像采集装置，设置在割草机本体上，用于获取待作业草坪的图像信息；

激光扫描雷达和图像采集装置的信号输出端均与主控制器的信号输入端相连接，主控制器的信号输出端分别与行走机构和割草机构相连接。

进一步的，所述激光扫描雷达包括匀速周向旋转单元和激光发射接收单元，其中，匀速周向旋转单元用于控制激光发射接收单元匀速旋转并输出周向旋转角度信号，激光发射接收单元用于输出激光测距信号和激光强度信号并将输出的信号上传至主控制器。

进一步的，所述待作业草坪上设置有用于限定割草机本体作业区域的栅栏。

进一步的，所述图像采集装置包括前置摄像头，该前置摄像头安装在割草机本体的前端，并用于检测割草机本体与栅栏和待作业草坪中的障碍物之间的距离信息。

进一步的，还包括具有可视化软件的显示装置，显示装置通过wifi无线模块与主控制器连接。

进一步的，所述可视化软件为SLAMTEC-RoboStudio。

基于ROS系统的智能割草机器人的激光扫描雷达地图构建方法，包括以下步骤：

步骤1）、启动割草机本体，由主控制器发出启动信号并激活匀速周向旋转单元与激光发射接收单元工作；

步骤2）、主控制器在接收到激光发射接收单元发出的激光测距信号和激光强度信号后，于当前所在位置构建出含有边界和障碍物的环境电子地图；

步骤3）、主控制器控制行走机构驱动割草机本体向已生成的环境电子地图中前行，然后通过激光扫描雷达对待割草区域进行扫描，确定待割草区域的边界、障碍物的形状以及位置分布情况，并不断行走在不同的位置修正已生成的环境电子地图，然后采用栅格法对待割草区域进行区域划分；