毕业设计：基于ROS的智能小车设计与研究

简介：
本项目旨在通过ROS平台开发一款具备自主导航、避障和路径规划功能的智能小车，以实现室内环境下的高效移动作业。 本毕业设计的主题是基于ROS（机器人操作系统）的智能小车设计。ROS是一个开源操作系统，专为开发机器人应用提供了一个统一框架，并包含各种工具、库以及让硬件抽象、进程间通信等功能成为可能的基础设施。 在该项目中，我们将探讨如何利用ROS实现智能小车的关键功能，包括雷达避障、雷达跟随、定位导航和循迹自动驾驶。首先，理解雷达避障至关重要：通过解析来自雷达传感器的数据，可以创建环境地图并据此规划行驶路径以避开障碍物。使用`tf`库进行坐标变换，并结合`move_base`或自定义的路径规划算法来实现这一目标。 其次，雷达跟随功能使小车能够追踪特定的目标，这需要对雷达数据处理识别出目标及其相对位置，并通过设计控制算法调整速度和方向以保持与目标的距离。ROS中的`nodelets`和`filters`可用于此目的。 定位导航是智能小车的重要能力之一。利用ROS提供的SLAM（同时定位与建图）算法，如`gmapping`或`cartographer`，可以构建环境地图并确定小车位置。结合GPS、IMU等传感器数据，可实现更准确的定位效果。 循迹自动驾驶是指让小车在预设轨迹上自主行驶的能力。这需要利用各种传感器（例如摄像头和激光雷达）检测相对于预定路径的位置偏差，并通过PID控制器或其他控制算法调整速度与转向以保持路线正确性。ROS中的`nav_msgs`和`geometry_msgs`消息类型有助于处理这类问题。 在整个设计过程中，开发人员需编写ROS节点来处理各个功能模块，这些节点之间通过发布订阅机制通信。此外，还需使用`roslaunch`脚本来启动管理这些节点，确保系统的正常运行。 通过这个毕业设计项目，学生不仅能掌握ROS的基本用法及自动驾驶系统的设计原理与实现方法，还能接触计算机视觉、控制理论和传感器融合等多个领域的知识，在综合技能提升方面具有重要意义。