一種倉庫搬運機器人的設計與實現

嚴毓培 尹雪梅 湯佩豫 黎偉 鄧澤霖 朱貴芳

摘要：大部分的機器人設計都是基于ROS系統，該系統的優點是功能豐富、設計快速，缺點是設計的硬件成本高、功耗高，ROS系統龐大，實時性不高。針對以上缺點，本文闡述的物流機器人的設計是基于ARM架構的S5PV210的CPU，運行嵌入式Linux操作系統，由單片機、S5PV210主板和APP3部分組成。該設計降低了硬件成本、節省了電池功耗，可根據定制需求開發，實時性較高，且運行穩定、負載量大，可在室內動態環境中自主導航并完成相關搬運服務。目前該物流機器人已經制作完成。

關鍵詞：搬運機器人；ARM；嵌入式Linux；單片機；自主導航

*基金項目：廣東省普通高校特色創新類項目（自然科學）（2018GKTSCX056）；廣東普通高校重點項目（自然科學）（2019GZDXM014）；珠海城市職業技術學院2021年科研項目（KY2021Y01Z）；2020年教育部高等學校項目（2020ITA03008）

0 引言

目前大部分的機器人都是基于ROS系統實現，一般ROS在Ubentu系統中的穩定性最好，因此需要Intel或者高性能ARM架構的CPU的支撐，但存在的問題是硬件成本高，功耗高，產品的體積大。同時ROS系統中有很多功能對于某些特定的應用場景而言是冗余的，這些冗余的功能會使系統龐大，占用很多內存和CPU的資源，而且機器人反應不夠靈敏，實時性較差。如果將ROS移植到基于ARM架構的低成本低功耗的CPU上，或者對ROS系統進行裁剪以去掉冗余的部分，存在工作難度大周期長的問題，而且ROS后期運行時不夠穩定。因此要設計一款在特定應用場景中運行的低成本、低功耗的機器人，不應采用ROS系統開發，而應根據具體需求采用適用于特定應用場景下的定制化的軟硬件設計方案，在降低成本、功耗、體積的同時可以提高系統的穩定性和實時性。……