作者：禅与计算机程序设计艺术
随着智能机器人的广泛应用，尤其是在运输、调度、辅助等各领域，机器人的导航能力对于其在复杂环境中高效地执行任务至关重要。目前，最主流的机器人导航系统主要集成了激光雷达和IMU测距模块，通过计算与环境之间的相互关系来估计机器人的位置。然而，这些传统方法存在着诸多局限性，比如无法应对动态物体的变形、遮挡、不确定性以及复杂场景中的目标识别。 近年来，随着机器视觉技术的发展，基于计算机视觉的机器人导航得到了快速发展。ROS（Robot Operating System）机器人操作系统是一个开源的机器人开发框架，可以实现机器人的编程控制、通信和决策，支持不同种类的传感器和传动机制。本文将以ROS作为研究平台，结合计算机视觉和路径规划技术，探索并解决基于视觉的机器人导航存在的问题，提升导航精确度和实时性。
2.基本概念术语说明
2.1 ROS（Robot Operating System）
ROS是一个开放源代码的机器人操作系统，是目前最流行的机器人开发框架之一，能够让开发者们更方便地开发机器人相关的软件，支持多种传感器、接口及传动机制。它由阿瑟·德蒙克、托马斯·古伊勒、丹尼尔·博塞尔、莱昂纳多·迪卡普里奥、迈克尔·柯克兰、约翰·里德、帕特里克·索尔登等著名的科研人员共同开发。其具有高度的灵活性、可扩展性和跨平台特性，已被众多知名企业和机构采用。 ROS提供了一个基于节点的消息传递模型，使得不同的模块之间的数据交换十分简单，从而降低了开发难度。同时，它还提供了一整套工具包，包括话题发布/订阅、参数服务器、服务调用等，方便开发者进行交互式的程序设计。