本报告提出一种基于“机器人操作系统(ROS)2”的新型仿真框架,旨在促进自主导航堆栈的开发与测试。报告详述了导航堆栈的核心组件,包括“激光雷达里程计”“同步定位与建图(SLAM)”及“前沿探索”。该导航堆栈的关键特性包括“实时性能”与“可扩展架构”。仿真成果已应用于实体机器人,使其成功实现建筑物内部自主测绘,并生成环境“二维占据栅格图”与“三维点云”。
本报告响应《美陆军多域情报:2021-2022财年科技重点领域》(陆军副参谋长办公室,2020年)设定的研究方向。具体而言,本研究契合以下论述:“战争将以超高速和大规模形式进行,由机器人及自主系统(RAS)、机器学习(ML)和人工智能(AI)等技术主导,这些技术已广泛可用、集成封装并具备即用性”(第5页)。采用ROS 2确保开发框架的先进性与安全性,相较于ROS 1,其具备“跨平台兼容性”“更优性能”及“增强的服务质量(QoS)”。