移动机器人项目组项目总结.docx

移动机器人项目组项目总结报告1. 项目概述本项目主要是实现移动机器人多站点循环导航和自主探索建图功能，并拓展加入UI可视化界面增加导航目标和寻墙检测建图。在多站点循环导航任务中，首先要完成多点导航函数的撰写，实现单次导航任务，然后在函数中加入里程计清零环节和循环次数设定环节，最后使用UI界面实现循环次数和导航点的设定。在自主探索建图任务中，首先配置好自主避障参数，然后实现自主建图探索功能，接下来根据建图效果确立停止条件，最后完成停止条件函数的撰写。2. 项目组成员简介项目负责人：李超，攀枝花学院15级自动化项目成员： 李博，攀枝花学院15级自动化钟浩，攀枝花学院15级自动化3. 项目主要目标任务、技术指标（1）多站点循环导航·在地图中设置多个导航点，并使用UI界面显示在地图中·实现UI界面设置循环导航次数功能，并实现自动循环导航·实现单次循环导航结束，里程计位姿清零（2）自主探索建图 ·实现机器人以自由避障方式在环境中自由移动，并同时构图 ·实现以机器人为中心，探索方圆XXX米范围，并同时构图（3）UI界面设计 ·编写rviz可视化插件，通过UI界面设置并显示导航点 ·编写rviz可视化插件，通过UI界面设置循环导航次数并开启导航（4）寻墙检测建图 ·基于rrt（快速探索随机树算法）实现寻墙检测建图 4. 项目相关资源及使用方法、项目进度情况（1）项目相关资源及使用方法 ·项目文件已打包，分为真实机器人和仿真机器人，具体使用方法请参照项目文件中的readme.txt。（2）项目进度情况·Day 01上午1.gmapping参数配置2.总体launch文件的编写3.机器人tf，状态，滤波器launch文件的编写4.移动机器人调试5.完成gmapping建图修图下午1.move_base参数配置2.amcl参数配置3.调试机器人导航参数4.在rviz中完成机器人单点导航5.记录多个导航目标点6.查阅随机循环导航函数的资料7.完成随机循环导航功能节点函数8.完成随机循环导航功能测试·Day 02上午1.完成循环导航代码的编写2.调试循环导航功能下午1.完成自主探索建图代码的编写2.调试自主探索功能3.优化自主探索功能代码·Day 03上午1.完成初始化位姿功能2.完成里程计清零功能下午1.完成可设置循环次数导航功能2.调试初始化位姿，里程计清零，循环导航功能·Day 04上午1.完成单点设定导航插件下午1.完善单点设定导航插件2.调试单点设定导航插件功能·Day 05上午1.完成多导航点记录插件2.完成多点循环导航节点下午1.完成多点循环导航插件2.调试多点循环导航插件功能·Day 06上午1.查找关于巡墙算法的解决方案2.完成rrt_exploration(快速随机搜索树)的下载和demo测试下午1.修改rrt_exploration接口·Day 07上午1.修改rrt_exploration接口下午1.修改rrt_exploration接口·Day 08上午1.在仿真机器人上完成快速随机搜索树自主探索建图功能2.优化导航UI界面下午1.在真实机器人上完成快速随机搜索树自主探索建图功能2.优化导航UI界面·Day 09上午1.分别完成导航和自主建图的move_base参数的配置下午1.完成rviz中marker标记·Day 10上午1.将marker功能添加到真实机器人上，并完成各项参数优化。下午1.完成代码整理，说明文档撰写。5.项目所遇到问题，原因分析，处理措施、经验总结问题1：如何设计人机交互界面接口·原因分析：没有设计人机交互界面的知识，工作无法展开·处理措施：参照ROS机器人开发实践第12章12.2plugin，学习并了解UI界面设计流程，并设计出一个简单的单点导航插件。参照rviz源码，学习并了解tools的设计流程，并设计出一个符合导航需求的tool。插件是通过继承父类创建一个类的方式来生成，一个插件需要一个头文件和一个CPP文件，本项目中通过继承rviz:panel和rviz:tool父类的方式生成一个tool插件和panel插件，函数中的操作均在类的构造函数中完成，整个CPP文件中不能出现int main()主函数，在头文件中需要声明出变量和函数，在CPP中定义函数，在构造函数中每触发一次信号，将会执行与信号连接的函数，如果函数执行时间较长，会使构造函数无法结束，从而导致rviz无响应，直到函数执行结束为止，编写完成后需要写一个XML文件用以加载插件，并在package.xml中的export中加载该XML文件，在启动rviz时，插件便会加载成功，只需要在使用时添加。 问题2：如何完成寻墙检测建图·原因分析：没有寻墙检测可行方案·处理措施：通过查询资料，找到基于rrt的寻墙检测建图的实施方案，对该方案进行修改，使本项目机器人能够实现寻墙检测建图功能。首先运行rrt的演示demo，通过查看topic，发现该功能包是用于多机器人的寻墙检测，发现该功能包接口并不是通用型，我们需要根据自身机器人接口去修改rrt源码接口来实现rrt与机器人通信，rrt是通过订阅map通过规划，过滤等一系列数据处理得到可执行导航点并发布到move_base，使机器人完成寻墙检测建图。当rrt无法过滤出有效点时，便会停止探索，完成建图。项目要点： 1.导航点的确定和发布，分为以下三种方式：（1）通过监听2D NAV GOAL的话题，可得到导航点的位姿信息，将位姿信息写入函数当中进行导航（2）通过yaml配置文件将导航点位姿信息导入导航函数中进行导航（3）通过编写一个rviz tool，发布导航点位姿信息，再编写一个函数用以接收导航点位姿信息进行导航。 2.初始化位姿由于建图时机器人的起点与导航时机器人的起点不符，导致每次开始导航时，都需要重新设定机器人起始位姿。因此我们将起始点位姿记录下来，发布到initialpose话题中，实现自动初始化位姿。3.rviz中实时显示导航点rviz地图中无法显示导航点，我们无法清晰了解到机器人导航任务的导航点位置，所以需要将地图中的导航点以标记的形式实时显示在地图当中。编写一个函数向marker发布导航点位置标记，从而在地图中实时显示导航点位置。项目经验总结：团队成员在工作中要紧密结合，畅通信息，切实做到精诚合作，在整个项目工作中各成员确保以完成任务为目标，根据各自职责，兼顾各个环节，加强信息沟通，形成工作联动，在完成必选任务外，积极探索可选任务，在完成任务目标的同时，也要确保任务完成质量，在团队成员均无法解决某一问题时，开会讨论，通过多种途径，分工查询相关资料并汇总，商讨出解决方案。6.展望和不足之处不足之处：（1）.由于机器人导航参数无法适应每一个环境，在不同环境中机器人的导航和探索的性能有优劣之分。在不同环境中要配置不同的导航参数。（2）.ui界面的优化不足，很多地方还要加强优化，使操作更加简洁明了。（3）.由于数据量太大，会导致远程界面卡死，无法完成远程操作控制，需要加强数据通信的速度。（4）.在机器人上加入深度相机用以加强避障能力时，需要处理的数据量过大，CPU达不到需要的运算处理能力。展望：（1）.可以在机器人的控制方式上加入语音控制，以便于加强人机交互。 （2）.可以在机器人的功能中加入视觉能力，以便于更多功能的开发。 （3）.可以在机器人中加入机器学习，加强机器人自适应能力。 （4）.可以在机器人上加入机械臂，来丰富机器人的功能。