陳凱凱 ， 鄧 鵬 ， 陽(yáng)映雯 ， 彭俊豪 ， 王世超 ， 付天應(yīng)

（荊楚理工學(xué)院電子信息工程學(xué)院，湖北 荊門(mén) 448000）

0 引言

隨著人工智能技術(shù)與機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展[1-2]，智能機(jī)器人的發(fā)展也隨之加快，同時(shí)機(jī)器人的發(fā)展減少了企業(yè)在人工方面的投入，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。在智能制造、智能物流、智慧農(nóng)業(yè)、智能交通等領(lǐng)域都大量應(yīng)用了機(jī)器人，在日常生活中也可見(jiàn)服務(wù)型機(jī)器人，如在超市、醫(yī)院、警用、機(jī)場(chǎng)、火車站、銀行等所使用的服務(wù)型機(jī)器人。

基于ROS（Robot Operating System）系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人以工控機(jī)為核心，驅(qū)動(dòng)一體控制器為上位機(jī)控制中心，通過(guò)激光雷達(dá)采集外部環(huán)境信息來(lái)繪制地圖，并結(jié)合各類傳感器進(jìn)行巡邏，如溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鳙@取外界環(huán)境參數(shù)。該倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人通過(guò)激光雷達(dá)構(gòu)建倉(cāng)庫(kù)巡邏地圖，同時(shí)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度、濕度、煙霧、火情及外人進(jìn)入進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。

1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 硬件系統(tǒng)的搭建

機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、免費(fèi)的開(kāi)源軟件包等特點(diǎn)，同時(shí)機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS作為機(jī)器人軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)可以提供不同機(jī)器人的軟件包，使開(kāi)發(fā)者可將原有的軟件包進(jìn)行改寫(xiě)、修改參數(shù)和直接引用；將原本松散的框架進(jìn)行耦合，為他們提供通信框架。ROS操作系統(tǒng)中適用的編程語(yǔ)言也非常豐富，如C++、python和java等，為消息之間的相互交互提供高效的支持。而在機(jī)器人編程中主要采用的是C++和python語(yǔ)言編程。ROS是通信機(jī)制、工具軟件包、機(jī)器人技能和機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)的集合體。而現(xiàn)在ROS已被多種機(jī)器人在研究開(kāi)發(fā)中使用，如服務(wù)型機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、移動(dòng)機(jī)器人等相關(guān)機(jī)器人。

倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人系統(tǒng)其上位機(jī)為工控機(jī)，且以工控機(jī)為核心控制器的卡片式電腦作為控制核心平臺(tái)，在ROS的軟件開(kāi)發(fā)框架下可通過(guò)激光雷達(dá)采集外部環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)可以集掃描、SLAM和最優(yōu)路徑規(guī)劃為一體的導(dǎo)航功能，通過(guò)其他傳感器對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行掃描與檢測(cè)，將信息傳輸?shù)津?qū)動(dòng)一體控制器，最后通過(guò)驅(qū)動(dòng)一體控制器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C(jī)后，通過(guò)工控機(jī)再傳輸給監(jiān)控界面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人的巡邏、監(jiān)控、報(bào)警等相關(guān)功能，同時(shí)對(duì)自身防撞與防跌進(jìn)行防范。倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人硬件系統(tǒng)框架圖如圖1所示。

圖1 倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人硬件系統(tǒng)框架圖

1.2 二維激光雷達(dá)

機(jī)器人定位導(dǎo)航、物體環(huán)境建模均建立在激光雷達(dá)所采集的信息的基礎(chǔ)上[3-4]。本設(shè)計(jì)的倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人采用思嵐RPLIDAR A1激光雷達(dá)。測(cè)距范圍為15 cm~600 cm，掃描角度為0~360°，掃描頻率為5 Hz~15 Hz。發(fā)送指令控制機(jī)器人電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)激光雷達(dá)360°發(fā)射激光并接收激光信息，將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)變換關(guān)系TF再以串口的形式傳遞給上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)來(lái)發(fā)布地圖信息。激光雷達(dá)是通過(guò)發(fā)射器發(fā)射激光束并接收目標(biāo)反射的激光束來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量距離的，并利用三角測(cè)距的原理，推算出目標(biāo)或被測(cè)物體的距離并生成平面點(diǎn)云地圖信息，進(jìn)而建立巡邏地圖。激光雷達(dá)對(duì)環(huán)境的要求比較低，基本不受外界環(huán)境的影響，同時(shí)激光雷達(dá)測(cè)量精確，可以比較精準(zhǔn)地提供角度信息和測(cè)量距離信息，使測(cè)量角度達(dá)到小于1°的精準(zhǔn)度和厘米級(jí)的距離測(cè)量精度。

1.3 深度相機(jī)

人機(jī)交互在早期經(jīng)歷了命令行交互階段和圖形用戶階段，而現(xiàn)在人機(jī)交互在各方面有著廣泛應(yīng)用，如可以用在人體測(cè)溫中。本設(shè)計(jì)中倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人所采用的深度相機(jī)為orbbec深度相機(jī)，它的視場(chǎng)為水平70°、垂直60°，工作范圍為80 cm~400 cm，它對(duì)倉(cāng)庫(kù)物品的溫度、人員溫度測(cè)量起著重要作用，同時(shí)機(jī)器人可通過(guò)深度相機(jī)掃描對(duì)人員信息進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)外來(lái)人員入侵時(shí)對(duì)其進(jìn)行掃描并與庫(kù)中人員信息進(jìn)行對(duì)比，以防范盜竊等情況的發(fā)生。

1.4 超聲波傳感器

倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人在移動(dòng)底盤(pán)上裝有三組超聲波傳感器。超聲波傳感器工作電源為5 V、工作電流小于20 mA、有效測(cè)距為4 cm～500 cm、分辨率為1 cm，并且內(nèi)置溫度補(bǔ)償電路。通過(guò)超聲波傳感器可測(cè)量機(jī)器人與物體之間的距離。

1.5 碰撞防跌傳感器

碰撞防跌傳感器是由碰撞機(jī)械傳感器和紅外燈防跌傳感器組合在一塊構(gòu)建而成的，其主要是起到使機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中達(dá)到一個(gè)輔助避障的作用，防止機(jī)器人在走到路坑時(shí)發(fā)生跌倒的情況。機(jī)械碰撞傳感器適用電源為3.3 V～5 V，觸點(diǎn)耐壓值為交流125 V，觸點(diǎn)壽命可達(dá)到10萬(wàn)次。紅外防跌傳感器的檢測(cè)距離為0.1 cm～60 cm可調(diào)，距離越近性能越穩(wěn)定，白色反射距離最遠(yuǎn)，其工作溫度范圍為-10 ℃～50 ℃，工作電流為1 A以上的電源供電。并且，紅外防跌傳感器可直接與單片機(jī)I/O連接，碰撞防跌傳感器可以防止機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中跌落。

1.6 其他傳感器

倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人也可以添加一些其他的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)其巡邏的功能[5]。例如，煙霧傳感器，對(duì)于機(jī)器人在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)起著檢測(cè)與防范的作用并對(duì)煙霧濃度進(jìn)行檢測(cè)；溫濕度傳感器對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行溫度檢測(cè)，檢測(cè)溫度的同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)與監(jiān)控界面；攝像頭獲取圖像信息等。同時(shí)，倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人包括里程計(jì)、陀螺儀和加速度計(jì)來(lái)獲取機(jī)器人的角速度和加速度。將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C(jī)，由工控機(jī)結(jié)合二者將其姿態(tài)數(shù)求出，同時(shí)在TF坐標(biāo)變換中進(jìn)行計(jì)算。

2 軟件設(shè)計(jì)

ROS Master是ROS的調(diào)度中樞，可以看作一個(gè)服務(wù)器，其余的節(jié)點(diǎn)是發(fā)布者（tallker）或訂閱者（listener）。在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面可以將其分為兩層：1）監(jiān)控操作層。通過(guò)裝有的Ubuntu系統(tǒng)來(lái)連接巡邏機(jī)器人，同時(shí)在監(jiān)控操作層獲取機(jī)器人的相關(guān)信息。2）感知執(zhí)行層。通過(guò)傳感器獲取外部數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)控界面，使巡邏機(jī)器人按既定線路巡邏；通過(guò)圖像傳輸節(jié)點(diǎn)將圖像信息進(jìn)行保存，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制節(jié)點(diǎn)使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，通過(guò)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)建立地圖信息。巡邏機(jī)器人通過(guò)已保存的地圖信息實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑規(guī)劃、自主導(dǎo)航、自主定位的功能，最終完成倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人的巡邏監(jiān)控。倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人軟件設(shè)計(jì)框架圖如圖2所示，通過(guò)人機(jī)交互節(jié)點(diǎn)將Unbtun系統(tǒng)與ROS Master進(jìn)行連接，再通過(guò)姿態(tài)、自主導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)控制、圖像控制、環(huán)境感知和報(bào)警節(jié)點(diǎn)將信息傳輸?shù)絉OS Master。

圖2 倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人軟件設(shè)計(jì)框架圖

2.1 SLAM構(gòu)建

SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）也稱同步定位與地圖構(gòu)建[6-7]。SLAM地圖構(gòu)建離不開(kāi)TF坐標(biāo)變換和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)。機(jī)器人從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程觀測(cè)地圖目標(biāo)、特征定位、自身位置和姿態(tài)。倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人巡邏地圖是基于激光雷達(dá)來(lái)建立SLAM地圖的。機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS首先通過(guò)map的消息格式來(lái)定義地圖的原點(diǎn)和地圖長(zhǎng)寬等相關(guān)信息，再將自行填充的map數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布；通過(guò)mappub實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)初始化填充和地圖數(shù)據(jù)發(fā)布，其初始化主要包括地圖原點(diǎn)、長(zhǎng)度、寬度及各點(diǎn)的狀態(tài)值，再通過(guò)創(chuàng)建發(fā)布者，并在map上發(fā)布地圖數(shù)據(jù)；通過(guò)TF從外部接收消息，并確定base_link與map的坐標(biāo)變換關(guān)系，通過(guò)tfbrd來(lái)發(fā)布坐標(biāo)變換關(guān)系。創(chuàng)建類用于控制建圖，對(duì)其進(jìn)行初始化發(fā)布者并創(chuàng)建激光雷達(dá)接收數(shù)據(jù)，利用bresenham算法存儲(chǔ)激光雷達(dá)掃描過(guò)的地圖柵格點(diǎn)。最后通過(guò)機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS的可視化工具Rviz便可看到地圖信息。SLAM地圖如圖3所示。

圖3 SLAM地圖

通過(guò)對(duì)機(jī)器人SLAM地圖的構(gòu)建，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡邏、自主導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)控制的功能。機(jī)器人SLAM的搭建，可以將機(jī)器人所獲得的信息與實(shí)際情況進(jìn)行有效結(jié)合。同時(shí)，工程師可以更加方便地更改機(jī)器人的路徑并實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人的自身定位。

2.2 路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃主要是建立在可靠的柵格地圖基礎(chǔ)上，機(jī)器人通過(guò)路徑規(guī)劃來(lái)完成自主導(dǎo)航的功能，而機(jī)器人巡邏則是通過(guò)全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑的選擇，使機(jī)器人可以更加高效地完成相關(guān)功能。本設(shè)計(jì)中全局路徑規(guī)劃主要采用A*算法來(lái)實(shí)現(xiàn)，而相對(duì)于傳統(tǒng)的Dijkstra算法而言，A*算法更加高效，并且使機(jī)器人獲得了全局最優(yōu)路徑，通過(guò)局部路徑規(guī)劃進(jìn)而完善全局路徑規(guī)劃，A*算法綜合了最良優(yōu)先搜索和Dijkstra算法的優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行啟發(fā)式搜索提高算法效率的同時(shí)，保證找到一條最優(yōu)路徑（基于評(píng)估函數(shù)）。A*算法核心公式就是F值的計(jì)算：F=G+H（F代表方塊總移動(dòng)代價(jià)，G表示開(kāi)始點(diǎn)到當(dāng)前方塊的移動(dòng)代價(jià)，H表示當(dāng)前方塊到結(jié)束點(diǎn)的預(yù)估移動(dòng)代價(jià)），而對(duì)于局部路徑規(guī)劃常用的方法為動(dòng)態(tài)窗口法（dwa算法），此算法主要在速度空間中采樣多組速度值，并模擬機(jī)器人在下一個(gè)時(shí)間的軌跡。通過(guò)對(duì)采樣結(jié)果的評(píng)價(jià)后選擇一條最優(yōu)的路徑，實(shí)現(xiàn)使機(jī)器人具有自主避開(kāi)障礙物和自主移動(dòng)的能力與功能。通過(guò)python編程實(shí)現(xiàn)A*算法路徑規(guī)劃圖和dwa算法路徑規(guī)劃圖，分別如圖4、圖5所示。

圖4 A*算法路徑規(guī)劃圖

圖5 dwa算法路徑規(guī)劃圖

3 系統(tǒng)測(cè)試

3.1 機(jī)器人仿真環(huán)境搭建

機(jī)器人仿真地圖通過(guò)gazebo仿真來(lái)對(duì)機(jī)器人和地圖進(jìn)行搭建。1）首先通過(guò)URDF創(chuàng)建機(jī)器人模型，然后對(duì)機(jī)器人的攝像頭、激光雷達(dá)、深度相機(jī)、紅外傳感器和碰撞傳感器進(jìn)行仿真配置，并通過(guò)命令將機(jī)器人模型啟動(dòng)，通過(guò)gazebo功能包調(diào)用激光仿真器插件，通過(guò)對(duì)機(jī)器人模型的更新并啟動(dòng)，最后可以通過(guò)rostopic echo命令來(lái)查看仿真?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)。2）通過(guò)gazebo里的模型搭建機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境，在gazebo中將機(jī)器人仿真環(huán)境搭建完成后進(jìn)行保存，保存完成后可生成.sqt文件。3）通過(guò)launch文件將機(jī)器人導(dǎo)入到搭建的仿真環(huán)境。通過(guò)機(jī)器人仿真對(duì)機(jī)器人的相關(guān)性能進(jìn)行模擬，可以有效地解決機(jī)器人在實(shí)際情況中出現(xiàn)的問(wèn)題，而機(jī)器人仿真環(huán)境提高了建立真實(shí)機(jī)器人的效率，可以使開(kāi)發(fā)者和工程師能夠更好地配置機(jī)器人，同時(shí)使開(kāi)發(fā)者和工程師更加快捷和有效地解決問(wèn)題，進(jìn)而提高效率。經(jīng)過(guò)多次建立仿真環(huán)境，生成的倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人仿真環(huán)境圖如圖6所示。

圖6 倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人仿真環(huán)境圖

3.2 機(jī)器人仿真環(huán)境自主導(dǎo)航

在室內(nèi)環(huán)境中機(jī)器人的自主移動(dòng)導(dǎo)航是機(jī)器人對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控的前提，為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航，該虛擬機(jī)器人搭載激光雷達(dá)對(duì)機(jī)器人實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行更新，攝像頭對(duì)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行可視化。

自主導(dǎo)航是由acml、odom以及路徑規(guī)劃算法構(gòu)成的。amcl是一個(gè)機(jī)器人在二維地圖中移動(dòng)的定位系統(tǒng)；odom原點(diǎn)就是機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)候的點(diǎn)，通過(guò)粒子濾波可以將odom的位置在map上估算出來(lái)，在tf中發(fā)布。

配置機(jī)器人，導(dǎo)航功能包集將使其運(yùn)動(dòng)。使用導(dǎo)航功能包集的先決條件：1）TF坐標(biāo)變換的配置。導(dǎo)航功能包集需要機(jī)器人一直發(fā)布坐標(biāo)系之間的關(guān)系信息。2）傳感器相關(guān)信息。導(dǎo)航功能包集通過(guò)調(diào)用來(lái)自傳感器的信息避開(kāi)實(shí)際環(huán)境中的障礙物，它假定這些傳感器在ROS上不斷發(fā)布消息來(lái)躲避障礙物。3）里程信息。導(dǎo)航功能包集需要使用和nav_msgs消息發(fā)布的里程信息。4）底盤(pán)控制器。導(dǎo)航功能包集假定它可以通過(guò)話題“cmd_vel”來(lái)發(fā)布geometry_msgs/Twist類型的消息，這個(gè)消息是基于機(jī)器人的底座坐標(biāo)系，它傳遞的是運(yùn)動(dòng)命令。5）地圖服務(wù)器。將代價(jià)地圖作為ROS的服務(wù)器參數(shù)發(fā)布，提供了map_saver節(jié)點(diǎn)，可以通過(guò)命令進(jìn)行存儲(chǔ)地圖[8-9]。

在以上相關(guān)條件下，通過(guò)激光雷達(dá)來(lái)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，acml粒子估算機(jī)器人自身定位，這就將底層數(shù)據(jù)完整地概括，通過(guò)地圖服務(wù)器將地圖數(shù)據(jù)加載出來(lái)，然后根據(jù)地圖的目標(biāo)位置，做一個(gè)全局路徑規(guī)劃，在機(jī)器人行駛過(guò)程中，若出現(xiàn)障礙物時(shí)，再通過(guò)局部路徑規(guī)劃重新規(guī)劃一條路徑。自主導(dǎo)航圖示如圖7所示。

圖7 自主導(dǎo)航圖示

3.3 機(jī)器人仿真環(huán)境中的攝像頭模擬

通過(guò)gazebo來(lái)對(duì)機(jī)器人攝像頭傳感器進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，在創(chuàng)建好機(jī)器人模型的前提下，編寫(xiě)一個(gè)攝像頭傳感器單獨(dú)的xacro文件，來(lái)對(duì)機(jī)器人攝像頭傳感器進(jìn)行配置。將此文件集成到xacro文件中，再通過(guò)gazebo仿真并且通過(guò)rviz來(lái)對(duì)機(jī)器人攝像頭傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。通過(guò)機(jī)器人攝像頭的仿真模擬，對(duì)于機(jī)器人在自主移動(dòng)過(guò)程中，可以使得機(jī)器人對(duì)外部環(huán)境的實(shí)時(shí)畫(huà)面進(jìn)行顯示與檢測(cè)。機(jī)器人在仿真環(huán)境中的攝像頭配置以及攝像頭在仿真環(huán)境中的實(shí)時(shí)圖像顯示如圖8所示。

圖8 仿真環(huán)境中的實(shí)時(shí)圖像顯示

3.4 機(jī)器人檢測(cè)異常情況

智能機(jī)器人攝像頭檢測(cè)異常情況的方法為差影法[10]。倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人通過(guò)對(duì)某一場(chǎng)景進(jìn)行學(xué)習(xí)，再將所學(xué)習(xí)到的場(chǎng)景保存為圖片或者視頻，當(dāng)有外來(lái)物體進(jìn)入到機(jī)器人所保存的場(chǎng)景下時(shí)，將機(jī)器人所保存的場(chǎng)景與外來(lái)物體所產(chǎn)生的場(chǎng)景進(jìn)行場(chǎng)景抵消，最后產(chǎn)生此外來(lái)物體的影子圖像，以達(dá)到機(jī)器人對(duì)外來(lái)物體的檢測(cè)。

智能機(jī)器人深度相機(jī)通過(guò)掃描將人體信息進(jìn)行保存后，再次進(jìn)行掃描后對(duì)其閾值進(jìn)行對(duì)比以達(dá)到檢測(cè)的效果。通過(guò)機(jī)器人的跟隨節(jié)點(diǎn)，編寫(xiě)launch文件，當(dāng)打開(kāi)launch文件時(shí)出現(xiàn)圖像，當(dāng)人物進(jìn)入時(shí)做出動(dòng)作后，深度圖像上則會(huì)有15個(gè)骨骼點(diǎn)，構(gòu)成人的骨骼特征是目標(biāo)到機(jī)器人實(shí)際距離與默認(rèn)距離的差值，其反映機(jī)器人應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的距離與方向。通過(guò)機(jī)器人掃描的人體信息與保存的人體信息不同時(shí)，則機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行跟隨報(bào)警提示。

智能機(jī)器人通過(guò)煙霧報(bào)警器來(lái)對(duì)機(jī)器人場(chǎng)景中的火災(zāi)進(jìn)行檢測(cè)，并結(jié)合紅外傳感器、碰撞傳感器來(lái)判斷火情，以達(dá)到多傳感器融合巡邏的效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人巡邏和巡視的功能。

4 結(jié)論

本研究基于ROS系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人，是以工控機(jī)為核心控制器，通過(guò)激光雷達(dá)來(lái)采集倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部環(huán)境信息來(lái)建立實(shí)時(shí)地圖，完成并實(shí)現(xiàn)SLAM的相關(guān)功能。其他傳感器通過(guò)獲取外界環(huán)境信息與存儲(chǔ)信息對(duì)比以達(dá)到巡邏警戒的目的。機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS使機(jī)器人在編程方面簡(jiǎn)便化、系統(tǒng)化，提高了機(jī)器人在二次開(kāi)發(fā)時(shí)的效率。相對(duì)于ROS機(jī)器人而言，其最為重要的技術(shù)是SLAM地圖構(gòu)建和自主定位導(dǎo)航。而對(duì)于倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人而言，其關(guān)鍵技術(shù)不僅要達(dá)到ROS機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也要達(dá)到巡邏的目的，通過(guò)攝像頭對(duì)外界環(huán)境的特定位置進(jìn)行拍攝后與在原有庫(kù)中的信息進(jìn)行對(duì)比來(lái)初步實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、巡邏及報(bào)警的目的，最終實(shí)現(xiàn)基于ROS系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)巡邏機(jī)器人。