Vodenje sodelujoče mobilne robotske celiceKmecl, Peter (Avtor) Podobnik, Janez (Mentor) Mihelj, Matjaž (Komentor) sodelujoča mobilna robotska celicamobilna robotska platformavodenje mobilne platformeavtonomna vožnjaPLKROSiskanje potiizgradnja zemljevida ovirV magistrskem delu je predstavljen razvoj programske opreme in nadgradnja sistemov sodelujoče mobilne robotske celice, razvite v Laboratoriju za robotiko. Sodelujoča mobilna robotska celica je sestavljena iz robotske mobilne platforme, sodelujočega robotskega manipulatorja in podpornih napajalnih, komunikacijskih ter varnostnih sistemov. Delo zajema razvoj napajalnih sistemov, vgradnjo senzorskih sistemov in razvoj nizkonivojske ter visokonivojske programske opreme. V sklopu magistrske naloge je bilo naknadno razvito tudi preprosto simulacijsko okolje, saj zaradi izrednih ukrepov za preprečevanje širjenja bolezni COVID-19 ob času pisanja dostop do mobilne celice ni bil mogoč. Končni cilj je implementacija algoritmov vodenja, vzpostavitev avtonomne vožnje in priprava sistema na nadaljnji razvoj. Naloga najprej razloži pomembne teoretske osnove, ki smo jih potrebovali pri nadgradnji celice. Te zajemajo kinematiko uporabljenega pogonskega sistema in mobilne platforme, teorijo delovanja algoritmov za navigacijo ter osnovne koncepte algoritmov za izgradnjo zemljevida oziroma kartografiranje. Naloga nadaljuje z opisom nadgradnje strojne opreme. V celico smo vgradili baterijski sistem, namenjen avtonomni vožnji in napajalni sistem, namenjen uporabi med razvojem, ki deluje prek stacionarnega 230 V električnega omrežja. Za realizacijo naprednih funkcij smo celico opremili tudi z zmogljivim strežniškim računalnikom, sposobnim virtualizacije in laserskimi skenerji, namenjenimi varnostnim funkcijam in avtonomni navigaciji. Nadgradili smo tudi obstoječe komunikacijsko omrežje. V nadaljevanju naloga opisuje razvoj programske opreme. Nizkonivojsko programsko opremo smo realizirali na industrijskem logičnem krmilniku, visokonivojska strojna oprema pa s pomočjo virtualizacije teče na novo vgrajenem strežniškem računalniku. Med seboj komunicirata z binarnimi UDP paketi. Nizkonivojska programska oprema zajema računanje kinematike in odometrije, komunikacijski vmesnik, ročno upravljanje platforme s kontrolno palico in varnostne funkcije. Na nivoju visokonivojske programske opreme smo se ukvarjali z vzpostavitvijo virtualnega okolja in implementacijo avtonomne vožnje s pomočjo programskega okolja ROS. V zadnjem delu naloga predstavi tudi simulacijsko okolje, na katerem smo razvili in testirali vso visokonivojsko programsko opremo. Simulacijsko okolje je narejeno v programskem okolju Unity in vsebuje emulator komunikacijskega vmesnika, ki je prisoten na industrijskem krmilniku. Vso visokonivojsko programsko opremo je tako mogoče testirati brez dodatnih modifikacij. Na njem smo testirali več paketov za kartografijo in navigacijo, ki so na voljo na repozitoriju programskega okolja ROS. Pakete smo na kratko opisali ter podali njihove prednosti in slabosti v kontekstu naše aplikacije. V zaključku najprej pregledamo in ovrednotimo realizirane cilje. Omenimo tudi težave, ki so otežile razvoj. Na koncu opišemo tudi potencialne izboljšave in predstavimo smer predvidenega nadaljnjega razvoja.20202020-05-28 10:20:10Magistrsko delo/naloga116575VisID: 51021sl