一种基于激光SLAM的室内导航车的制作方法

本实用新型涉及一种室内导航机器人，特别是一种基于激光slam的室内导航车。

背景技术：

随着自动导航的室内机器人的兴起，如扫地机器人等，如何能让机器人计算出更加准确的移动路线成为各厂家重点关注的问题，目前即时定位与地图构建(simultaneouslocalizationandmapping,即slam)是较为成熟的方案，将slam技术结合不同类型的传感器可以适应不同的场景，但是由于slam算法的浮点运算对处理器的要求较高，目前基于slam的导航机器人基本上采用x86处理器进行全局控制，功耗较高，不利于导航机器人的续航。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于激光slam的室内导航车，将微型pc机和嵌入式处理系统结合，降低整体控制系统的功耗，提高导航车的续航能力。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种基于激光slam的室内导航车，包括车辆底盘、四个麦克纳姆轮、底盘驱动系统、激光slam导航系统和用于供电的直流电源系统，所述车辆底盘承载所述底盘驱动系统、激光slam导航系统和直流电源，所述底盘驱动系统包括驱动芯片和微控制器，所述麦克纳姆轮以两个一组的方式分布在所述车辆底盘两侧，所述微控制器、驱动芯片和麦克纳姆轮依次连接，所述激光slam导航系统包括激光雷达和微型pc机，所述激光雷达设置在所述车辆底盘的上方并且至少在侧面没有遮挡，所述微型pc机连接所述激光雷达，所述微控制器连接所述微型pc机，所述直流电源系统分别连接所述微控制器的接电引脚和微型pc机的电源接口。

进一步，所述驱动芯片包括前轮驱动模块和后轮驱动模块，所述前轮驱动模块连接位于前方的两个所述麦克纳姆轮，所述后轮驱动模块连接位于后方的两个所述麦克纳姆轮，所述前轮驱动模块和后轮驱动模块均为tb6612芯片。

进一步，所述微控制器为嵌入式处理系统中的stm32f407zgt6。

进一步，所述激光雷达为rplidara1，所述激光雷达通过ros网络连接到所述微型pc机。

进一步，所述直流电源系统包括具有两路24v输出的直流源、第一降压电路和第二降压电路，所述直流源的其中一路输出通过所述第一降压电路连接所述微控制器，所述直流源的另一路输出通过所述第二降压电路连接所述微型pc机。

进一步，所述第一降压电路包括24v转12v电路、12v转5v电路和5v转3.3v电路，所述24v转12v电路连接所述驱动芯片和麦克纳姆轮，所述24v转12v电路、12v转5v电路、5v转3.3v电路、微控制器依次连接。

进一步，还包括电机编码器，所述电机编码器设置在所述麦克纳姆轮上，所述电机编码器连接所述微控制器的定时器引脚上。

进一步，所述底盘驱动系统还包括iic通信接口、usart接口和预留用于烧录可执行文件的stlink下载接口，所述iic通信接口由所述微控制器的iic引脚引出，所述微控制器通过所述usart接口连接所述微型pc机，所述stlink下载接口由所述微控制器的stlink引脚引出。

进一步，所述微型pc机还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接外部的控制终端。

本实用新型的实施例至少具有如下有益效果：本实用新型的底盘驱动系统的微控制器基于嵌入式系统，激光slam导航系统的微型pc机基于x86架构，使用嵌入式系统除了可以保证能够自由地设计机器人的结构和运动方式，更重要的是嵌入式系统在低功耗方面具有非常显著的优势，对底盘驱动系统这类数据处理量不大的简单计算，可以大大提高系统的续航。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例的模块连接示意图；

图2是本实用新型实施例的驱动芯片连接示意图；

图3是本实用新型实施例的车辆本体和麦克纳姆轮的俯视结构示意图；

图4是本实用新型实施例的12v转5v的电路图；

图5是本实用新型实施例的5v转3.3v的电路图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1和图3，本实用新型的实施例提供了一种基于激光slam的室内导航车，包括车辆底盘100、四个麦克纳姆轮200、底盘驱动系统、激光slam导航系统和用于供电的直流电源系统，所述车辆底盘100承载所述底盘驱动系统、激光slam导航系统和直流电源，所述底盘驱动系统包括驱动芯片和微控制器，所述麦克纳姆轮200以两个一组的方式分布在所述车辆底盘100两侧，所述微控制器、驱动芯片和麦克纳姆轮200依次连接，所述激光slam导航系统包括激光雷达和微型pc机，所述激光雷达设置在所述车辆底盘100的上方并且至少在侧面没有遮挡，所述微型pc机连接所述激光雷达，所述微控制器连接所述微型pc机，所述直流电源系统分别连接所述微控制器的接电引脚和微型pc机的电源接口。

参照图2，所述驱动芯片包括前轮驱动模块和后轮驱动模块，所述前轮驱动模块连接位于前方的两个所述麦克纳姆轮200，所述后轮驱动模块连接位于后方的两个所述麦克纳姆轮200，所述前轮驱动模块和后轮驱动模块均为tb6612芯片。一个tb6612芯片可以驱动两个电机，由于本实用新型是四轮驱动的，因此需要两块tb6612芯片，一块控制前面两个麦克纳姆轮200，另一块控制后面两个麦克纳姆轮200。

在本实施例中，为了增强模块化设计、提高系统的可扩展性，所述微控制器为嵌入式处理系统中的stm32f407zgt6，本实用新型的微控制器芯片基于cortex-m4内核，频率为168mhz，同时stm32官方提供了一个很完备的库函数开发库，相对于51单片机那种操作寄存器的开发方式，大大的提高了开发效率。

在本实施例中，所述激光雷达为rplidara1，所述激光雷达通过ros网络连接到所述微型pc机。rplidara1可以实现十二米的三百六十度全方位激光扫描测距，因此设置在整个导航车的顶部，

参照图4和图5，所述直流电源系统包括具有两路24v输出的直流源、第一降压电路和第二降压电路，所述直流源的其中一路输出通过所述第一降压电路连接所述微控制器，所述直流源的另一路输出通过所述第二降压电路连接所述微型pc机，所述第一降压电路包括24v转12v电路、12v转5v电路和5v转3.3v电路，所述24v转12v电路连接所述驱动芯片和麦克纳姆轮200，所述24v转12v电路、12v转5v电路、5v转3.3v电路、微控制器依次连接。本实施例中所述直流源为大疆tb48电源，第二压降电路为24v转19v，为微型pc机提供标准电压。

还包括电机编码器，所述电机编码器设置在所述麦克纳姆轮200上，所述电机编码器连接所述微控制器的定时器引脚上。本实施例中电机编码器为磁性编码器，用来测量驱动电机旋转的角度从而计算出驱动电机转速。

所述底盘驱动系统还包括iic通信接口、usart接口和预留用于烧录可执行文件的stlink下载接口，所述iic通信接口由所述微控制器的iic引脚引出，所述微控制器通过所述usart接口连接所述微型pc机，所述stlink下载接口由所述微控制器的stlink引脚引出。

所述微型pc机还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接外部的控制终端。通过无线通信模块，使用者可以通过手机等控制终端进行遥控。

本实用新型的实施例的底盘驱动系统的微控制器基于嵌入式系统，激光slam导航系统的微型pc机基于x86架构，使用嵌入式系统除了可以保证能够自由地设计机器人的结构和运动方式，更重要的是嵌入式系统在低功耗方面具有非常显著的优势，对底盘驱动系统这类数据处理量不大的简单计算，可以大大提高系统的续航

以上，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。