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技术专栏|阿木无人机室内避障

2023-05-16

之前阿木实验室提供了一系列室内定位的方案，以及对各自的特点进行了介绍。本期我们采用T265的视觉定位方案，Matlab ROS Toolbox进行了VFH室内避障测试。

Matlab ROS Toolbox

众所周知，Matlab是一款强大的数据处理工具，在科研、教学、商业领域广泛应用，不管从事哪个行业的工作，多多少少都会用过或者听说过这款工具。Matlab有一个工具箱，可以提供丰富而强大的扩展功能，其中有一个ROS Toolbox，是matlab r2019b推出一个工具箱，这个工具箱提供了一些机器人需要用到的工具，当然也包括ROS相关的工具。

ROS Toolbox为 MATLAB 和 Simulink 与机器人操作系统（ROS）相互连接提供了一个接口，以便能够创建一个 ROS 节点网络。该工具箱包含 MATLAB 的各种功能以及用于导入、分析和回放 rosbag 文件中记录的 ROS 数据的 Simulink 模块，您还可以连接到实时 ROS 网络以访问 ROS 消息。

这个工具箱也可连接到 Gazebo 等外部机器人仿真器，通过桌面仿真的方式来验证 ROS 节点。ROS 工具箱支持 C++ 代码生成，方便从 Simulink 模型自动生成ROS 节点，然后部署到仿真硬件或物理硬件。

更多关于Matlab ROS Toolbox的参考资料请查看官网：

https://ww2.mathworks.cn/products/ros.html

MATLAB ROS Toolbox避障仿真测试

整个避障系统由四个关键节点组成，mavros，激光雷达，matlab节点，以及避障节点。该系统采用分布式通信系统，mavros节点，激光雷达节点，避障节点运行在板载计算机上，matlab 节点运行在个人PC上。这种做法的主要好处是缓解板载计算机的处理压力。针对一些处理性能较差的板载计算机，或者在板载计算机要运行一些计算量较大的算法时，将处理器的压力转移到个人PC上，是一种有效的措施。

避障计算的过程是在个人PC上完成，下面是整个系统的消息的订阅和发布。

 

订阅的消息也即是系统的输入是无人机在本地坐标系下的位姿信息 /local_position/pose，以及激光雷达的数据信息/2Dlidar_scan，发布的消息即输出为cmd_vel，无人机的速度控制信息。

与之前我们使用的VFH避障算法相比，MATLAB VFH避障，无需地面站的航点规划，地面站只需完成查看飞机当前飞行状态的任务，也不依赖于某种定位方式才能实现。该方法只需拥有定位信息即可，并且我们可以基于本地坐标系任意设置目标点。

仿真测试

 

 我们可以看到，我们设置的无人机飞行为直行航线，从地面站截图中，明显可以看到无人机的飞行轨迹有了明显的插值。这是无人机在飞行matlab 端指定位置的过程中遇到障碍物并且做出了规避。

室内避障真机测试

阿木无人机室内避障真机测试

 

关于T265视觉定位的其他方向应用，已经在我们的开源自主无人机软件平台——普罗米修斯（Prometheus）上进行了发布，欢迎广大客户和读者提供宝贵建议和意见。项目网站：https://github.com/amov-lab/Prometheus如果有疑问可以在我们的论坛进行提问交流~论坛网址：https://bbs.amovlab.com/

 

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