ROS模拟器-第0篇-10分钟上手ROS仿真机器人路径规划与障碍物避障

路径规划与障碍物避障

大家都玩过迷宫游戏,像下图这样的一幅简单的迷宫,相信我们都能够很容易的画出从起点到终点的路径。

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但是如果像下图中那样的迷宫,身在其中的我们恐怕就没有那么容易迅速的走出来了。

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我们把一个机器人扔到了迷宫中,看它如何完成这样的任务。 
机器人小车能自动规划路径并避开障碍物

机器人得到去往目标点的指令后,立刻就知道该如何去目标点(路径规划),在行走过程中知道此路不通(检测到障碍物),还能重新规划出新的路径,继续完成任务。

机器人是怎么做到的?

为了完成任务,它做了这么几件事情:

  1. 获取地图 
    机器人进入环境后,立即获取环境地图,机器人的眼睛和我们的人眼不同,对于这幅地图,它看到地图中黑色的线条是不可行走区域(墙),白色的区域为可行走区域(路),灰色地区为未知区域。

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2.规划路径 
得到指定目标点后,机器人对获取好地图中白色可行走区域使用路径规划算法进行计算,得到一条可行走的最短路径。 
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3.路径规划完成后,按照规划的路径开始行走,啦啦啦~keep moving

4.突然,原本没有障碍物的前方被一个蓝色大块(障碍物)堵住了,机器人告诉自己这是障碍物,此路不通,需要重新规划路线。

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对于机器人来说,它怎么知道前面有个障碍物,它长眼睛了吗?没错,它还确实有眼睛->激光雷达

我们可以看到机器人周围始终有一圈蓝色的点,这是机器人上安装的激光雷达打出的激光点,机器人使用激光雷达时刻的监测周围环境,得到周围环境中目标物与自己的距离,当监测到自己前方有障碍物(蓝色块)时,立即停止行走,重新规划路线后继续行走,最终到达指定目标点。

整个任务过程中,机器人实现了地图的获取、路径规划以及通过传感器检测障碍物避障等技术。

这些是如何实现的?

机器人、地图、障碍物、激光雷达、路径规划、障碍物避障等是使用Autolabor Simulator完成的。

Autolabor Simulator是什么?

Autolabor Simulation是一款基于ROS(Robot Operating System)Kinetic 的轻量级开源机器人模拟器。

官网地址:http://www.autolabor.cn/autolaborSimulator/overview/

该模拟器可模拟机器人里程计;可模拟激光雷达;可模拟自定义形状的移动障碍物,支持二次开发,提供可控制障碍物运动接口;可简单方便的构建自定义地图,消耗小,对CPU性能要求低。

Autolabor Simulator有哪些功能?

可以使用该模拟器进行三维轮式机器人动力学仿真,控制机器人,测试算法(全局规划、局部规划、自动避障算法、定位和基于单线激光雷达的建图和障碍物运动状态监测等),支持模拟ROS SLAM建图(Gmapping、Cartographer 2D、hector_slam)、支持模拟ROS导航框架(navigation)、为深度强化学习提供模拟数据等。

我们能用Autolabor Simulator来做什么?

Autolabor Simulator提供了机器人移动平台、激光雷达、建图、路径规划、导航、障碍物识别躲避等,一套完整的机器人传感器解决方案,零成本低门槛,适合没有实体机器人,想要开发机器人和研究机器人相关算法的开发者。

看到这里小伙伴们有木有激动的搓起小手跃跃欲试了,扫描以下二维码或微信搜索【autolabor】,关注公众号回复【模拟器源码】即可获得下载地址。

下期预告:Autolabor Silulation实现机器人路径规划与障碍物避障

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