[发明专利]基于ROS操作系统的智能移动设备及通信建立方法

权利要求书

1.一种基于ROS操作系统的智能移动设备，其特征在于，包括：

底盘（1）、下位机（2）、红外传感器（3）、温湿度传感器（4）、蜂鸣器（5）、电动机（6）、舵机（7）、编码器（8）、惯性测量装置（9）、车轮（10）、上位机（11）、激光雷达（12）、摄像头（13）、排线（14）、电源（15）、电源开关（16）和远程控制端；

底盘（1）设置在车轮（10）上，在底盘（1）的中轴线垂直切面处放置激光雷达（12）和摄像头（13），且激光雷达高于摄像头放置；

下位机（2）通过排线（14）分别连接电动机（6）和舵机（7），电动机（6）和舵机（7）控制车轮（10）的转动及调整方向；

编码器（8）的连接电动机（6）和下位机（2）；

红外传感器（3）、温湿度传感器（4）、蜂鸣器（5）均连接下位机（2）；

惯性测量装置（9）连接下位机（2）；

上位机（11）通过排线（14）与下位机（2）连接；

激光雷达（12）和摄像头（13）通过排线（14）与上位机（11）连接；

电源（15）置于底盘（1）上通过电源开关（16）与下位机（2）和上位机（11）连接；

远程控制端与上位机（11）无线连接;

惯性测量装置（9）获取惯性误差信息；惯性误差信息通过加速度和角速度进行测量，按照牛顿惯性理论，预测下一时刻的位置，最终实现对电机的闭环控制；

使用红外传感器（3）和激光雷达（12）进行融合，获取障碍物距离信息并且采集位置信息；红外传感器用于补充激光雷达的探测范围，由于小车本体的存在导致激光雷达的探测距离需要做屏蔽处理，被屏蔽意外处理掉的地方使用红外传感器优化避障的功能；

激光雷达（12）对移动设备的周边进行扫描采集环境障碍信息；

摄像头（13）用于采集图像和视频信息；

编码器（8）用于记录智能移动设备所移动的路程和速度信息；基于惯性误差信息用于修正移动设备的速度、角速度信息；

下位机（2）接收和发送信息给上位机，同时对接收的信息进行处理并发送动作指令给电动机、舵机和蜂鸣器，并且在收集到温湿度传感器（4）的信息后发送反馈信息给上位机（11）；

上位机（11）用于控制激光雷达（12）和摄像头（13）的启动停止，上位机（11）接收到惯性测量装置、编码器、激光雷达、深度摄像头和温湿度传感器的数据，发送给下位机，上位机（11）与远程控制端进行通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于ROS操作系统的智能移动设备，其特征在于，底盘（1）包括上层板和下层板，上层板和下层板之间通过竖直支架固定；

上层板和下层板之间留有空隙放置下位机（2）、上位机（11）、电动机（6）、舵机（7）、编码器（8）、IMU（9）、红外传感器（3）、蜂鸣器（5）、电源（15）以及电源开关（16）；

舵机（7）设置在底盘前端两侧，电动机（6）作为后轮驱动分置于底盘后端两侧；

上层板中间设置有第一切口和第二切口，温湿度传感器（4）由第一切口伸出，电源开关（16）由第二切口嵌入。

3.根据权利要求1所述的一种基于ROS操作系统的智能移动设备，其特征在于，激光雷达使用铜柱支撑于移动设备最高水平线。

4.根据权利要求1所述的一种基于ROS操作系统的智能移动设备，其特征在于，红外传感器（3）的探测距离为0.02m-0.16m，红外传感器（3）探测方式为直线测量；激光雷达（12）为0.16m-13m的激光雷达，激光雷达（12）扫描范围为周身360°；摄像头（13）的视觉深度范围为0.6m-8m。