基于micro-ROS的移动机器人嵌入式控制系统的开发和设计

本文利用机器人相关知识，设计搭建了一款使用micro-ROS架构的移动机器人，并搭载CartographerSLAM完成了在未知环境下对环境地图的构建。具体内容如下：　　（1）在PC端搭建了micro-ROS的开发环境，并设计程序验证了micro-ROS节点与ROS2的交互情况。根据机器人应用场景，选择了四轮运动结构的机器人并采用差速驱动控制运动。对移动机器人建模进行运动学分析。针对轮式里程计的缺点，引入IMU进行数据融合。最后对几种常见的环境地图的优缺点进行了分析。　　（2）完成机器人系统的整体搭建。将控制系统划分成三部分，分别对各部分的实现功能进行了归纳。对于硬件系统的搭建，根据各任务模块的需求对主控处理器、传感器、电机驱动板等硬件进行了选型。针对底层运动控制板进行了硬件电路设计，最后完成机器人系统的软件程序设计。在基于micro-ROS架构下可提供有线串口和无线网路的两种方式实现对机器人的控制。　　（3）介绍了SLAM问题模型和基于SLAM问题的求解算法。对栅格地图进行数学建模，利用数据集提供已知定位的情况下进行了建图实验。对主流的Gmapping算法和Cartographer算