機器人操作系統(tǒng)ROS原理及應(yīng)用 課件 項目6 SLAM與自主導(dǎo)航技術(shù)

任務(wù)6-1:認識SLAM概念CONTENTS任務(wù)目標預(yù)習要點材料準備任務(wù)實施總結(jié)評價拓展練習01任務(wù)目標任務(wù)目標任務(wù)名稱:

認知SLAM概念任務(wù)描述:

了解SLAM的發(fā)展歷史，基本理論及方法，SLAM基本研究框架。02預(yù)習要點預(yù)習要點1.SLAM發(fā)展歷史2.SLAM基本理論及方法3.SLAM基本研究框架03材料準備材料準備PC機04任務(wù)實施任務(wù)實施SLAM發(fā)展歷史

SLAM技術(shù)從1986年至今的發(fā)展過程

傳感器、算法、技術(shù)框架的演變SLAM理論體系

SLAM問題轉(zhuǎn)換為狀態(tài)估計問題

使用擴展卡爾曼濾波、粒子濾波等方法求解

SLAM的理論框架及收斂性研究SLAM的三個發(fā)展時代

傳統(tǒng)時代：濾波方法解決SLAM問題

算法分析時代：優(yōu)化方法求解SLAM，閉環(huán)檢測

魯棒性-預(yù)測性時代：視覺SLAM、深度學(xué)習在SLAM中的應(yīng)用05總結(jié)評價總結(jié)評價工作計劃表填寫任務(wù)實施記錄及改善意見06拓展練習拓展練習總結(jié)SLAM過程并用簡圖描述THEENDTHANKS任務(wù)6-2:基于Turtlebot平臺構(gòu)建SLAM地圖CONTENTS任務(wù)目標預(yù)習要點材料準備任務(wù)實踐總結(jié)評價拓展練習01任務(wù)目標任務(wù)目標任務(wù)名稱:

基于Turtlebot平臺構(gòu)建SLAM地圖任務(wù)描述:

了解激光SLAM地圖構(gòu)建的基本算法，掌握Turtlebot的平臺搭建，SLAM算法在平臺的調(diào)用。02預(yù)習要點預(yù)習要點SLAM的分類了解2D激光SLAM的四種基本算法了解Turtlebot3的結(jié)構(gòu)使用Turtlebot3進行SLAM地圖構(gòu)建03材料準備材料準備PC機，Turtlebot3移動機器人，無線路由器04任務(wù)實踐任務(wù)實踐實踐步驟注意事項實踐步驟1.環(huán)境設(shè)置:

確保Turtlebot和PC機的網(wǎng)絡(luò)連接。2.啟動Turtlebot:

啟動Turtlebot3機器人，確保其傳感器和激光雷達正常工作。3.選擇SLAM算法:

根據(jù)實驗要求選擇合適的SLAM算法（如Gmapping、Hector等）。4.運行SLAM節(jié)點:

在PC機上運行SLAM節(jié)點，并確保它與Turtlebot通信。5.開始構(gòu)建地圖:

操作Turtlebot在環(huán)境中移動，同時監(jiān)控PC上SLAM算法的地圖構(gòu)建情況。6.保存地圖:

地圖構(gòu)建完成后，使用ROS工具保存地圖。注意事項確保所有設(shè)備的電源和網(wǎng)絡(luò)連接。在開始實驗前對SLAM算法進行足夠的了解。監(jiān)控Turtlebot的運動，避免碰撞和意外。05總結(jié)評價總結(jié)評價工作計劃表填寫任務(wù)實施記錄及改善意見06拓展練習拓展練習使用不同的SLAM算法比較構(gòu)建地圖的效果和精度。探索在不同環(huán)境下的SLAM性能。THEENDTHANKS任務(wù)6-3:基于Turtlebot平臺實現(xiàn)機器人自主導(dǎo)航CONTENTS任務(wù)目標預(yù)習要點材料準備預(yù)備知識任務(wù)實踐總結(jié)評價拓展練習01任務(wù)目標任務(wù)目標任務(wù)名稱:

機器人自主導(dǎo)航任務(wù)描述:

使用Turtlebot3平臺在實驗室搭建的地圖里進行SLAM自主導(dǎo)航。02預(yù)習要點預(yù)習要點自主導(dǎo)航概念使用Turtlebot平臺實現(xiàn)SLAM自主導(dǎo)航03材料準備材料準備PC機，Turtlebot3移動機器人，無線路由器04預(yù)備知識預(yù)備知識自主導(dǎo)航概念及其應(yīng)用全局規(guī)劃和局部規(guī)劃的理解已知地圖（AStar）與未知地圖（DWA）算法05任務(wù)實踐任務(wù)實踐配置Turtlebot平臺啟動SLAM地圖導(dǎo)航導(dǎo)航實驗配置Turtlebot平臺1.啟動系統(tǒng)，配置網(wǎng)絡(luò)：roscore2.啟動導(dǎo)航文件：roslaunchturtlebot3_bringupturtlebot3_robot.launch3.設(shè)置Turtlebot型號：exportTURTLEBOT3_MODEL=${TB3_MODEL}啟動SLAM地圖導(dǎo)航1.加載地圖：roslaunchturtlebot3_navigationturtlebot3_navigation.launchmap_file:=$HOME/map.yaml2.啟動Rviz：rosrunrvizrviz-drospackfindturtlebot3_navigation/rviz/turtlebot3_nav.rviz3.使用Rviz工具校準初始位置和姿態(tài)導(dǎo)航實驗1.使用Rviz的2DNavGoal功能指定目標位置和姿勢2.觀察T