SLAM algoritmus vizsgálata differenciális roboton

OData támogatás
Konzulens:
Kiss Domokos
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A technológia fejlődésének köszönhetően ma már könnyedén hozzá lehet jutni jó minőségű

szenzorokhoz, valamint komoly teljesítményű hordozható számítógépekhez és mikrokont-

rollerekhez is. Megbízható és megfizethető robotikai hardverek és szoftverek is jobban elér-

hetők, mint idáig a múltban valaha. Ezért egy olyan automóm robot megvalósítását tűztük

ki célul, ami képes feltérképezni, szimulálni környezetét, ebben a szimulált környezetben

meghatározni a saját helyzetét, és végül a saját maga által elkészített térképen önállóan

eljutni valamilyen célpontba.

Ezen elképzelésünk megvalósításához saját szenzorrendszert fejlesztünk ki, amely segít-

ségével egy térkép készíthető a robot környezetéről, amiben az képessé válhat lokalizálnia

önmagát. Tulajdonképpen egy költéges LIDAR (laser scanner & rangefinder) szenzort he-

lyettesítünk infravörös szenzorokkal és egy szervomotorral.

A navigációs feladat megoldásához szükséges, szakirodalomban fellelhető lokalizációs és

feltérképező algoritmust a dolgozat keretén belül implementáljuk, amelynek segítségével

feldolgozzuk a robot különböző szenzorai által szolgáltatott adatokat. A mobil robotiká-

ban elterjedt SLAM (Simulteneous Localization And Mapping) algoritmus kiterjesztett

Kálmán-szűrőn (EKF: Extended Kalman Filter) alapuló változatát vizsgáljuk meg, amely

a robotunk szoftveres magját képezi. A Kálmán-szűrős algoritmus bemenetét a megva-

lósításunkban a szenzoradatokból kinyert vonalak képezik. A vonalak tulajdonképpen a

feltérképezendő környezet falait és egyéb akadályait reprezentálják, és felfoghatjuk őket a

környezet térképjellemzőinek.

A kifejlesztett szenzorrendszerünk pontfelhőket gyűjt, amiket egy hallgatótársam által

írt algoritmus dolgoz fel [2], és vonalakat nyer ki belőle a SLAM algoritmus számára. Ezen

felül a SLAM vizsgálására, szintén ez által a hallgató által implementált, útvonaltervező

algoritmusok is felhasználásra kerülnek.

A dolgozatunk fő célja a rendszer és az algoritmusok mind szimulációs, mind hardveres

vizsgálata. A szimulációkat V-REP (Virtual Robot Experimental Platform) segítségével

valósítottuk meg, ROS node-ok szoftveres implementálásával, a hardveres megoldás meg-

valósítására pedig egy alap felszereltségű lánctalpas robotot használunk fel kiindulásként,

ami a mi szempontunkból egy félkész hardveres megoldásnak tekinthető. Dolgozatunkkal

azt tervezzük demonstrálni, hogy egy egyszerű szenzorokkal felszerelt mobil robot is képes

lehet autonóm navigációs funkciók megvalósítására.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.