隨著服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,服務(wù)機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)時(shí)面臨著大量數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算的壓力,但是受硬件水平、能耗和制造成本等條件的限制,服務(wù)機(jī)器人本地資源及計(jì)算能力往往有限,嚴(yán)重制約了服務(wù)機(jī)器人自主行為及服務(wù)能力。云計(jì)算具有計(jì)算能力強(qiáng)、存儲數(shù)據(jù)量大、按需提供資源的特點(diǎn)。因此結(jié)合云計(jì)算技術(shù)本文提出了一種基于機(jī)器人操作系統(tǒng)(Robot Operation System,ROS)的服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)架構(gòu),將服務(wù)機(jī)器人中實(shí)時(shí)性要求低、計(jì)算密集型任務(wù)遷移到云端,減少本地資源消耗從而降低硬件成本。本文主要進(jìn)行了以下幾點(diǎn)的研究。本文首先分析了服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)需求,以ROS系統(tǒng)中計(jì)算密集任務(wù)遷移到云端為目標(biāo),給出了基于云計(jì)算的服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)分為服務(wù)機(jī)器人端和云平臺,在服務(wù)機(jī)器人端設(shè)計(jì)了集感知、處理與執(zhí)行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)接口,將云平臺端將系統(tǒng)劃分為基礎(chǔ)層,平臺層與服務(wù)層。其次著重對系統(tǒng)的通信,服務(wù)機(jī)器人與云端協(xié)同計(jì)算以及資源的管理等進(jìn)行了分析,其中針對ROS自身消息通信機(jī)制無法直接通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸,本文基于Rosbridge實(shí)現(xiàn)了消息轉(zhuǎn)換,使得服務(wù)機(jī)器人能夠與云端利用Rosbridge通信并傳遞ROS消息...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
2 相關(guān)技術(shù)研究
    2.1 分布式系統(tǒng)
        2.1.1 分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)
        2.1.2 分布式系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
    2.2 機(jī)器人分布式計(jì)算模型
    2.3 ROS
    2.4 云計(jì)算
    2.5 SOA模型
    2.6 RaaS
    2.7 容器技術(shù)
        2.7.1 Docker
        2.7.2 Docker核心技術(shù)
    2.8 本章小結(jié)
3 服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)需求分析
        3.1.1 功能性需求分析
        3.1.2 非功能性需求分析
    3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        3.2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 系統(tǒng)流程
    3.3 本章小結(jié)
4 服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程
    4.2 服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 傳感系統(tǒng)
        4.2.2 信息處理與控制系統(tǒng)
        4.2.3 執(zhí)行系統(tǒng)
    4.3 基于ROS地圖構(gòu)建功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 gmapping功能概述
        4.3.2 slam_gmapping程序?qū)崿F(xiàn)
    4.4 ROS實(shí)例的云端部署
    4.5 服務(wù)機(jī)器人與云端通信機(jī)制
    4.6 服務(wù)機(jī)器人云端協(xié)同SLAM
        4.6.1 SLAM過程分析
        4.6.2 分布式SLAM服務(wù)架構(gòu)
        4.6.3 SLAM服務(wù)原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.7 服務(wù)機(jī)器人資源隔離
        4.7.1 隔離機(jī)制方案
        4.7.2 基于Docker的資源隔離
    4.8 服務(wù)機(jī)器人管理框架實(shí)現(xiàn)
        4.8.1 數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
        4.8.2 登錄功能
        4.8.3 用戶管理功能
        4.8.4 服務(wù)管理功能
        4.8.5 機(jī)器人管理功能
    4.9 本章小結(jié)
5 原型系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)驗(yàn)
    5.1 系統(tǒng)原型實(shí)現(xiàn)
        5.1.1 系統(tǒng)環(huán)境與配置
        5.1.2 機(jī)器人的部署
        5.1.3 服務(wù)端部署
    5.2 SLAM實(shí)驗(yàn)
    5.3 服務(wù)管理框架測試
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3818266