Izboljšanje sistema za optimizacijo vožnje mobilnega robota za sledenje črti prek sprotnega umerjanja pozicije robota na poti vožnje

Godeša, Miha (avtor), Kozjek, Dominik (mentor)

V zaključni nalogi je bil obstoječi sistem za odometrijo vožnje mobilnega robota za sledenje črti nadgrajen s sistemom za sprotno kalibriranje lege. Robot svojo lego na progi vodi kot prevoženo razdaljo, ocenjeno iz enkoderjev pogonskih koles, zato se zaradi zdrsa koles, kvantizacije enkoderjev in integracijske napake smernega kota napaka lege iz kroga v krog kopiči. Razviti sistem napako periodično popravlja: Python program referenčni krog razčleni na segmente, določi ponastavitvene točke in zgradi referenčna okna sprememb smernega kota, program na mikrokrmilniku robota pa med vožnjo izmerjeni vzorec sprememb smernega kota z metodo najmanjše vsote kvadratov razlik primerja z referenco in ponastavi prevoženo razdaljo. Vzorčenje je vezano na prevoženo pot, zato ujemanje ni odvisno od hitrosti vožnje. Delovanje je bilo eksperimentalno ovrednoteno na dveh progah pri petih hitrostih vožnje z ročnim merjenjem odstopanja po vsakem od 20 zaporednih krogov. Brez kalibracije je odstopanje po 20 krogih doseglo do 3150 mm, s kalibracijo pa je ostalo omejeno znotraj 157 mm ne glede na število prevoženih krogov.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: mobilni roboti, sledenje črti, odometrija, kalibracija lege, ujemanje vzorcev, PID krmiljenje
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo/naloga
• Tipologija: 2.11 - Diplomsko delo
• Organizacija: FS - Fakulteta za strojništvo
• Kraj izida: Ljubljana
• Založnik: [M. Godeša]
• Leto izida: 2026
• Št. strani: XI, 55 f.
• PID: 20.500.12556/RUL-185846
• UDK: 621.713.3:681.527.7:007.52(043.2)
• COBISS.SI-ID: 288449027
• Datum objave v RUL: 21.08.2026

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Improvement of the driving-optimization system of a line-following mobile robot through real-time calibration of the robot's position along the driving path

Izvleček

In this thesis, an existing odometry system of a line-following mobile robot was upgraded with a real-time position-calibration system. The robot tracks its position along the track as the travelled distance estimated from the wheel encoders, so the position error accumulates lap after lap due to wheel slip, encoder quantization and integration error of the heading angle. The developed system corrects this error periodically: a Python program segments the reference lap, determines reset points and builds reference windows of heading-angle changes, while a program running on the robot's microcontroller compares the measured pattern of heading-angle changes with the reference using the sum of squared differences and resets the travelled distance. Sampling is bound to the travelled distance, which makes the matching independent of the driving speed. The system was evaluated experimentally on two tracks at five driving speeds by manually measuring the deviation after each of 20 consecutive laps. Without calibration the deviation reached up to 3150 mm after 20 laps, whereas with calibration it remained bounded within 157 mm regardless of the number of laps.

• Ključne besede: mobile robots, line following, odometry, position calibration, pattern matching, PID control