Mobilis robot pályatervezése a Visibility-based Probabilistic Roadmaps módszerrel

OData támogatás
Konzulens:
Gincsainé Dr. Szádeczky-Kardoss Emese
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Napjainkban meghatározó és gyorsan fejlődő kutatási terület az autonóm járművek, azaz az önjáró járművek mozgásával és pályatervezésével foglalkozó elméletek és megvalósítási módszereik. A világ automatizálásához hozzátartozik ez a tudományág is, mivel rengeteg lehetőséget és pénzt rejt magában. Az autonóm mobilis robotok és a pályatervezés fogalmát elsősorban a kényelmi alkalmazásokkal szokták összevonni, viszont kereskedelmi és hadászati alkalmazási területek is éppolyan jelentősek. Az önálló mozgásra képes rendszerek rengeteg előnnyel járnak, mivel a járművek optimális pályákon, baleset okozása nélkül, a fogyasztás minimalizálása mellett közlekedhetnek, emelett az utasok felszabadulnak a közlekedés fáradtsága alól és hasznosan tölthetik az utazással töltött időt.

Szakdolgozatomban egy önállóan mozgó kiskocsi pályatervezését, kalibrálását és mozgását mutatom be. Bár a jármű nem támaszkodik a környezet analizálására szolgáló szenzorjelekre, mégis egy önjáró autó modelljét valósíthatja meg, mivel a valóságban fejlesztett önjáró járművek is szenzor fúzióval valósítják meg mozgásukat beleértve ebbe a GPS jelét.

Dolgozatomban a pályatervezés alapjául egy valószínűségen alapuló pályatervezési módszer egyik változata, a Visibility-based Probabilistic Road Map módszer került kiválasztásra. Az algoritmuson fő feladata, hogy lefedje az ütközésmentes konfigurációs teret strázsa és összekötő elemek felhasználásával. Ebben a térben kell ütközésmentes utat tervezni a két kiválasztott pont között, lehetőleg minél közelebb az optimális megoldáshoz.

A pályatervező módszer először egy differenciális robot modelljének megfelelően került implementálásra, azaz az út pontjai egyenes szakaszokkal voltak összekötve. A valóságban azonban ennél bonyolultabb modell alapján közlekednek a járművek, így az alap implementációt tovább gondolva átalakítottam az algoritmust autószerű robotok mozgására tervezve. Bár ez a modell is le van egyszerűsítve, mégis jobban közelíti egy valóságos jármű pályáját. Ez azt jelenti, hogy az tervezett út egyenesek és körívek sorozatából áll.

Utolsó feladatként az algoritmus eredménye egy kiskocsin kerül tesztelésre, amely zártkörű szabályozással halad végig a kiszámított pályán az akadályok elkerülése mellett.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.