郭隆臻 徐定明 李子信

摘 要：移动机器人的地图构建与运动控制是智能移动机器人进行自主导航的基础。针对工业装配生产线的不同工位需要送料的需求，本文以一台轮式差速移动送料机器人为研究对象，利用激光雷达作为传感器，搭建一个装配生产线，设计、实现了基于ROS的移动送料机器人的地图构建与运动控制策略。利用slam_gmapping算法包，实现了机器人在特定装配生产线环境下的同时定位与地图构建;在主程序代码中利用状态机的机制，实现了机器人到达指定工位的运动控制。实验结果表明，该算法和运动控制策略可以满足在所搭建的装配生产线中进行定位和运行。

关键词： 移动机器人;轮式差速;机器人操作系统;地图构建;运动控制

文章编号： 2095-2163（2021）01-0055-06 中图分类号：TP242 文献标志码：A

【Abstract】The map construction and motion control of mobile robots are the basis for autonomous navigation of intelligent mobile robots. In response to the needs of different stations in the industrial assembly line for feeding， this paper takes a wheeled differential mobile feeding robot as the research object， using lidar as a sensor to build an assembly production line， designing and implementing the ROS-based mobile feeding robot map construction and motion control strategy. The slam_gmapping algorithm package is used to realize the simultaneous positioning and map construction of the robot in a specific assembly line environment; the state machine mechanism is used in the main program code to realize the motion control of the robot to the designated station. The experimental results show that the algorithm and motion control strategy can satisfy the positioning and operation in the assembled assembly line.

【Key words】mobile robot; wheeled differential; robot operating system; map construction; motion control

0 引 言

随着制造业和机器人行业的快速发展，越来越多的机器人开始在制造业中发挥重要作用，将行业工人从单一和危险的工作环境中解放出来。特别是对于一些小型装配生产线，每个工位上都必须有原料供给，这一工作若由移动机器人来完成，将会大大提升生产效率，节约劳动力成本。而对于移动机器人领域来说，同时定位与建图（SLAM）和路径规划是目前两大研究热点，并且也是两大研究难点。而移动机器人的地图构建和运动控制是机器人在陌生环境中进行路径规划的基础。

在地图构建方面，基于激光雷达的SLAM技术起源于上世纪八十年代，Smith等人[1]创……