izpis_h1_title_alt

Vodenje sodelujoče mobilne robotske celice
KMECL, PETER (Avtor), Podobnik, Janez (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, Mihelj, Matjaž (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (22,85 MB)

Izvleček
V 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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:sodelujoča mobilna robotska celica, mobilna robotska platforma, vodenje mobilne platforme, avtonomna vožnja, PLK, ROS, iskanje poti, izgradnja zemljevida ovir
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga (mb22)
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2020
Število ogledov:335
Število prenosov:202
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
 
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
:
Objavi na:AddThis
AddThis uporablja piškotke, za katere potrebujemo vaše privoljenje.
Uredi privoljenje...

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Control system for collaborative mobile robotic cell
Izvleček:
This thesis addresses the software development and systems upgrade of a colaborative mobile robot cell, developed at the Laboratory of robotics. The mobile cell is composed of a robotic mobile platform, a colaborative robot manipulator and various supporting systems, that handle power, safety and communications. The thesis describes the design and implementation of power delivery systems, integration of sensor systems and development of high- and low-level software. As part of the thesis, a simple simulation of the platform was subsequently developed, due to ongoing emergency measures during the COVID-19 outbreak, which prevented the testing of the robot cell. The final goal of the thesis is to implement the necessary control algorithms, realize autonomous navigation and prepare the system for further development. The thesis first focuses on the theoretical background, required for the proposed upgrade. In terms of hardware, it describes the kinematic model of the drive system and platform. The second half focuses more on software, and describes the working principles of popular navigational and SLAM algorithms. The thesis continues with the description of the hardware upgrades. We equipped the cell with a battery system, for use in autonomous navigation and a power supply, which is to be used during development when the platform is connected to the power grid. We also added a high performance computer capable of virtualisation and laser scanners, witch will be used for safety and autonomous navigation. Lastly, we upgraded the existing communication network. The next part describes the development and structure of newly implemented software. The low-level software was developed on an industrial controller, while the high-level software runs on the newly installed high performance computer with the help of virtualisation. They communicate with simple binary UDP packets. The low-level software includes algorithms for calculating platform kinematics and odometry, a communication interface, a manual control joystick interface and safety features. In terms of high-level software, we mainly focused on integrating the virtualization environment and implementing autonomous driving with the help of ROS. In the last part, the thesis covers the platform simulation, which was used for development and testing of high-level software. The simulation was made with the help of Unity and includes an emulation of the communication interface, implemented on the industrial controller. We can therefore test all high-level software without any modifications. With it, we tested multiple ROS packages for mapping and navigation that are available on the ROS repository and made a short summary, describing their main features. We also discussed their advantages and disadvantages in regards to our application. In the conclusion we review and evaluate the goals of the thesis. We also mention the problems that made development difficult. We finish by proposing potential improvements and presenting the direction of further development.

Ključne besede:colaborative mobile robot cell, mobile robot platform, mobile platform control, autonomous driving, PLC, ROS, pathfinding, obstacle map generation

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj