Helymeghatározás és pályarögzítés RobonAUT járművel

OData támogatás
Konzulens:
Szalóki Dávid
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A BME Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszéke 2012 óta minden évben megrendezi RobonAUT nevű műszaki tervezési és konstrukciós versenyét. A verseny célja egy olyan autonóm robotautó tervezése és építése, ami egy előre részleteiben nem meghatározott pályát követ, és különböző ügyességi feladatokat képes önállóan megoldani. Diplomamunkám keretében egy ilyen autót fejlesztettem tovább, versenyfeladatokon túlmutató képességekkel felruházva. Feladatom a vezérlőegység hardverének és szoftverének továbbfejlesztése volt, ami magában foglalta a szükséges új hardverek megtervezését, és a szoftver implementálását.

Az új vonalszenzor feladata a jármű számára fekete vonallal kijelölt pályán való haladás javítása. Ehhez egy kétsoros 2x24 szenzort tartalmazó érzékelőt terveztem korábbi tapasztalataim alapján. Megépítése után, különböző szűrések és algoritmusok alkalmazásával javítottam a felbontásán, ami ennek köszönhetően fél mm pontossággal képes meghatározni a vonal középpontját, és egy fokos pontossággal annak szöghelyzetét, mindezt 4 kHz-es frissítés mellett. A jelek mérését és előfeldolgozását – ami során nagyfrekvenciás jelekkel kellett dolgoznom – egy Spartan6-os FPGA-val valósítottam meg. A további kiértékeléseket az autó főprocesszora, egy ARM Cortex-M4-es végzi.

Fő feladatom a helymeghatározás volt, melyet inerciális helymeghatározással (enkóder + giroszkóp) teljesítettem. Mérésekkel vizsgáltam a szenzorok és különböző modellek pontosságát, majd javaslatokat tettem annak javítására. Kombinálva a vonalkövető funkciót és helymeghatározást, leprogramoztam a pályarögzítő funkciót. A rögzített pályarajzot átküldi az autó Bluetooth-on keresztül a számítógépnek, amit egy szintén saját készítésű szoftver, grafikusan megjelenít. Az adatok letárolhatóak és bármikor visszatölthetőek a járműre, ami ezek után vonalszenzor használata nélkül is kis hibával képes megismételni az útvonalat. Az adatok külső bevitele esetén, pedig koordinátákkal is lehet útvonalat rajzolni az autó számára. Az implementált funkciók rövid és közepes távolságokon megfelelően működnek, ellátják funkciójukat.

Végezetül pedig összegyűjtöttem milyen előnyeink származhatnak a versenyen/bemutató során, ezeknek a kiegészítő funkcióknak a használatából, és felsoroltam továbbfejlesztési ötleteimet.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.