Lime_Robot：HITSZ大一立项上位机系统功能介绍

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核心功能概述

（⚠ 本仓库只包含了部分代码，全部源码暂未整理）

Lime_Robot上位机系统是针对室内移动机器人开发的综合控制平台，基于ROS 2框架构建，实现了室内建图导航、语音交互、视觉识别与机械臂协同抓取等核心功能，通过多模块协同工作完成复杂任务流程。

主要功能模块

1. 室内建图与定位

• 基于Cartographer框架实现实时2D SLAM建图，支持激光雷达数据处理，可配置扫描范围（最大8米）和地图分辨率（默认0.05米）
• 具备实时回环检测功能，通过优化算法提升地图精度，配置文件支持调整运动滤波参数（角度、距离阈值）
• 集成定位功能，通过cartographer_localization节点加载预存地图（.pbstream格式）实现机器人在已知环境中的精确定位
• 支持点云与激光雷达数据转换，通过pointcloud_to_laserscan模块实现数据格式适配

2. 自主导航控制

• 基于Navigation2框架实现自主路径规划与运动控制，包含AMCL定位、路径规划、避障等子模块
• 具备精细运动控制逻辑，通过cmd_nav_node节点实现PID闭环控制，支持位置与姿态的精确调节
• 支持目标点导航功能，可接收预设坐标或动态目标点信息，实现从当前位置到目标点的自主移动
• 包含自动定位初始化功能（autolocalization_node），启动时可通过旋转运动优化初始定位精度

3. 语音交互功能

• 基于wheeltec_mic_msg消息接口实现语音指令的接收与处理，支持在线与离线语音识别
• 可解析语音指令中的目标信息（如位置、角度），并转换为机器人可执行的控制命令
• 支持语音控制导航状态切换（启动/停止导航、返回起点等），实现人机自然交互

4. 视觉识别与机械臂协同

• 支持视觉识别结果接收（通过/object_xyz话题获取目标坐标），可实时解析目标物体的三维空间位置
• 实现视觉坐标到机器人坐标系的转换，通过TF变换计算目标在机器人局部坐标系中的相对位置
• 向机械臂发送目标抓取坐标（/target_xyz话题），协同完成抓取动作，支持抓取位置参数微调

5. 系统辅助功能

• 提供机器人模型可视化（model_display节点），通过URDF模型展示机器人结构及各部件坐标关系
• 包含数据可视化工具（plot_helper），支持PID控制误差的实时绘图（1D/2D/3D模式）
• 具备传感器数据融合能力，通过ICP算法处理点云数据，优化机器人位姿估计精度
• 支持坐标存储与管理功能，可保存关键位置坐标用于后续导航任务调用

模块协同流程

系统通过ROS 2话题机制实现各模块间的数据交互：语音指令触发导航任务，导航模块引导机器人到达目标区域后，视觉识别模块启动目标检测，将坐标信息传递给机械臂控制模块完成抓取，同时通过可视化模块实时展示整个过程的状态信息。