一、申请理由:
曾经参与图书馆服务机器人的研究项目,自主实现电赛小车的功能,曾积极参加各类编程比赛,具有一定的编程能力和科研实践能力。
二、项目方案:
1.水上菌剂投放无人船,企业横向项目,2020/08-2021/08,10万,主持
2.基于视觉的机械臂目标物体抓取系统关键技术研究,广西制造系统与先进制造技术重点实验室开放基金,20-065-40S005,2021/01-2022/12,主持
3.电力线路无人机巡检图像的目标检测与缺陷诊断, 广西高校中青年教师科研基础能力提升项目,2021KY0015,2021/01-2023/01,主持
四、预期成果:
1. 利用无人船清理中小型湖泊的垃圾,大多需要人工手动控制,大大降低了效率,设计无人船自主导航和路径规划可以大大提高无人船的作业效率和应用范围;
2. 湖面或河道的垃圾清理船在城市环境中经常存在GPS信号弱等问题,需要不完全依赖GPS信号的定位方法;
3. 大大减少在打捞湖面垃圾时使用的人力物力的消耗,降低潜在安全隐患,实现自动化打捞垃圾;
五、经费预算:
1. 研究基于激光雷达的湖泊地图构建
对于湖泊地图的总体构建,需要结合激光雷达的建图技术,通过提前放置搭载激光雷达的无人船于需要清理的湖泊中,让无人船利用自主探索所有可能会行驶的湖区,同时激光雷达在基于ROS下的cartographer_ros功能包采集周围环境的点云信息,保存于终端系统,后用于定位及导航。
2. 研究无人船的定位和位姿处理
通过GPS+IMU的组合模块,利用GPS对无人船的所处地点大致定位,同时利用IMU来确定船体位姿和具体位置,能够加强卫星定位,再利用正态分布变化NDT算法将已有的高精度地图和激光雷达实时测量数据实现高精度定位,实现精确打捞垃圾。
3. 研究无人船的路径规划实现
基于构建好的高精度湖泊地图,无人船在设定好的巡航目标点进行依次自动航行,航行过程中,机器人通过全局规划A*算法在地图中规划出到达目标点的最优路径,并且能结合局部规划DWA算法实时调整无人船的速度和位姿,避开障碍物,减少船体损伤,最后实现打捞。
4. 研究摄像头对图像信息的采集
调整前置摄像头的最佳拍摄角度和拍摄周期,利用摄像头拍摄湖面照片,获取图像中出现垃圾的图像。