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應用ROS平台整合SLAM及導航技術於工業型室內無軌式智慧車開發

為了解決台塑鋰鐵電池的問題，作者張哲維 這樣論述：

本論文以機器人作業系統ROS(Robot Operating System)為架構，開發一工業型、室內、無軌式的智慧導航車(Natural Navigation Automated Guided Vehicle)，此車之設計包括中控IPC系統、車體機構、動力及控制系統、ROS相關套件軟體平台整合、光達(LiDAR)建置地圖及防撞、慣性感測器資訊…等。所設計車體乘載重量為400kg，因此選擇高扭力的工業用直流無刷馬達配合減速機構來驅動，並以電池作為此AGV之動力來源。此AGV已將嵌入式系統整合在ROS架構內，同時將已搭載ROS的車載工業電腦(ADLINK ROScube)、LiDAR雷射測距儀

(SICK TIM561)和慣性感測器安裝於AGV上，用於定位和避開障礙物。感測器與速度命令訊息由機器人控制板Open CR經由USB發送到中控IPC端，再利用Arduino回傳馬達Encoder訊號，進而計算里程計資訊。藉由Wi-Fi網路完成無線遠端操作AGV之中控IPC，並從Rviz人機界面執行即時同步定位、地圖建構技術SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）與導航功能。地圖建立使用Gmapping演算法結合光達感測器掃描環境後獲得精確的環境地圖，本研究遵循ROS中導航堆之設定後使AGV運行自動導航，在導航中全局路徑規畫使用A *高效路徑搜索演

算法使AGV依最佳路徑朝目標移動。局部路徑規畫使用定時彈性帶演算法TEB（Timed Elastic Band）來完成動態避障。在實驗測試與導航相關參數調整後，該AGV成功運用ROS架構與相關功能包套件在模擬的工業環境中執行SLAM、自動導航及路徑規劃。關鍵字：智慧導航車、機器人作業系統、同步定位與地圖建構、導航。