11、机器人与汽车传感器数据处理技术解析

机器人与汽车传感器数据处理技术解析

1. 机器人硬件与软件架构

1.1 机器人硬件电缆布局

机器人电缆布局设计巧妙，随着连接到躯干的电缆数量增加，所有电缆被捆绑成一个线束。这个线束的走向类似于脊椎，在臀部、肩部和头部有轻微偏差。为了给头部运动提供足够的松弛度，类似脊椎的线束从颈部以较大的弯曲半径延伸到舌头的设计空间。为便于维护，主要使用预先定制的电缆。多余的电缆长度存储在头部的右半球，所有通信和调试接口都指向左侧。

1.2 机器人软件架构

机器人的控制由针对双臂运动规划、感知和导航的高计算量算法执行。为确保快速处理，机器人配备了三个不同的 CPU，分别负责视觉、操作和导航。这三个 CPU 虽能独立进行计算，但也需相互通信和交换数据。例如，操作 CPU 需要从视觉 CPU 获取待操作物体的姿态信息，而视觉 CPU 在视觉伺服期间需要操作 CPU 的反馈。

机器人控制算法以节点和包的形式组织，嵌入在 ROS（机器人操作系统）软件架构中。节点之间通过 TCP/IP 连接进行通信，使用预定义的消息来传输命令和数据。ROS 的优势在于能够轻松连接多个 CPU，轻松实现新节点和包，并且能在网络上高效共享数据。

软件架构的最高层引入了一个分层状态机，使用 Python 库 SMACH 实现。它用于在任务级别控制机器人系统的行为、协调机器人动作并提供故障恢复功能。

2. 机器人操作与视觉技术

2.1 抓取和操作物体的运动规划

自主运动规划是机器人研究的关键领域之一，它描述机器人所有关节的详细运动，使机器人能够执行特定任务。对于物流应用，机器人需要安全有效地与环境