Autószerű robotok pályatervező algoritmusának fejlesztése és integrálása ROS környezetbe

OData támogatás
Konzulens:
Csorvási Gábor
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dolgozatomban autószerű mobil robotok pályatervezésével foglalkozom, ami fontos részfeladata az önvezető autók fejlesztésének. A hagyományos autóipari gyártók mellett egyre több szoftvergyártó folytat ilyen irányú kutatásokat, hiszen sokan úgy gondolják, hogy a következő évek egyik legígéretesebb változását hozhatja el az emberiség számára, ami kényelmesebbé és biztonságosabbá teszi a közlekedést.

Dolgozatomban többféle pályatervező algoritmust mutatok be, melyeket akadályokat tartalmazó környezetben lehet használni. Approximációs pályatervezési eljárást használok, amelynek köszönhetően különböző globális és lokális tervezőket össze lehet kapcsolni és a kapott pálya ütközésmentesen bejárható lesz, valamint biztosítja a lokális tervező által a modell kinematikai korlátozásait is.

A lokális pályatervező figyelembe veszi a mobil robot kinematikai korlátozásait, ami a valós autóknál nem csak a fordulási sugár minimumát jelenti, hanem azt is, hogy a görbületnek folytonosnak kell lennie. Kétféle ilyen típusú pályatervező algoritmust vizsgálok, az egyik az irodalomból ismert CCRS (Continuous Curvature Reeds and Shepp), a másik az Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszéken fejlesztés alatt lévő T*TS tervező. Közös bennük, hogy egyszerűbb algoritmusok általánosításával, illetve módosításával jöttek létre. Előbbi az autószerű robotok körében klasszikusnak számító Reeds–Shepp pályákon alapul, utóbbi pedig a tanszéken korábban fejlesztett C*CS pályatervező általánosítása. Mindkét eljárás azonos megközelítést használ a folytonos görbület eléréséhez: az egyenes és körív alakú pályaelemeket klotoid görbékkel kötik össze. Mindkét lokális pályatervező bizonyítottan konvergens approximációs algoritmust eredményez.

Dolgozatomban részletesen bemutatom a T*TS tervezési módszert, illetve bemutatom mindkét lokális pályatervező működését az approximációs algoritmus részeként, többféle globális pálya esetére alkalmazva. Az algoritmusokat egy C++ nyelvű függvénykönyvtárban implementáltam. Kidolgoztam egy tesztelési eljárást, amely több szempont alapján összehasonlítja a globális és lokális pályatervezők kapcsolatát, és kvantitatív értékelésre ad lehetőséget az algoritmusok performanciája és az eredményezett pályák minősége szempontjából.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.