Tesztfuttatás és monitorozás támogatása ROS környezetben

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Micskei Zoltán Imre
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

A robotika napjaink egyik leggyorsabban fejlődő tudományága, aminek eredményeként a robotok kezdenek megjelenni mindennapjainkban. Ahhoz, hogy biztosítsuk a robotok biztonságos működését emberi környezetben, átfogó és minél több lehetőségre kiterjedő tesztelésre van szükség. Egy robot tesztelése ugyanakkor költséges idő, pénz és ember szempontjából is. A költségek csökkentésére megoldás a tesztelés környezetének szimulációja és a teszt forgatókönyv végrehajtásának automatizálása. Ehhez egy teszt keretrendszert lehet felépíteni, ami beállítja a szimulált környezetet, utasítja a virtualizált robotot különböző utasítások végrehajtására és közben a megfigyeléseket elmenti a háttértárra.

A probléma egy általános formalizálását és specifikációja bemutatásra kerül a szakdolgozatban (első fejezet). Tárgyalja a tesztelés komplexitását, a tesztelés folyamata során felmerülő igényeket és a problémára adható különböző megoldásokat. Végül a szimuláció eszközét specifikálja, az itt felmerülő további igényeket, illetve részfeladatokat és azok tulajdonságait azonosítja.

A szakdolgozat a kontextust és az eszköztárat is részletesen bemutatja (második fejezet), amelyen a szimuláció és a robot komponenseinek kommunikációja összehangolható. A megoldáshoz az ROS middleware-t használtam, amely absztrakt kommunikációs modellt biztosít a valós vagy szimulált robot komponensei felett. A keretrendszerrel kompatibilis eszközök és az elterjedt leírások bemutatására is sor kerül.

Komoly tervezést igényelt a specifikáció során azonosított részfeladatokat megvalósító önálló komponensek struktúrájának és viselkedésmodelljének részletes megtervezése az ROS által alapból nyújtott eszközök segítségével (harmadik fejezet). Bemutatásra kerül emellett ezek a komponensek által várt bemenetek és generált kimenetek struktúrája.

A negyedik fejezet a szakdolgozat során kidolgozott komponensek implementációjára összpontosít és a fejlesztési folyamat során felmerülő problémákat ismerteti. Emellett a már működő komponensek teljesítményének javítására mutat be különböző megoldásokat.

Az ötödik fejezet a már működő keretrendszer telepítését és két példán keresztül a felhasználását mutatja be. Egyik esetben egy szimulált környezetben a teljes folyamatot, a másik esetben pedig egy Lego™ EV3 robot megfigyelését mutatja be a biztosított keretrendszer segítségével.

A szakdolgozat kidolgozása során megszületett a teszt keretrendszer részeként egy offline monitorozó program, amely tetszőleges ROS rendszeren működőképes és XML fájlokba menti el a mintavételezéseket, egy navigációs vezérlőprogram, amely egy fájlban tárolt navigációs célpontokat juttat el az ROS magas szintű komponensének, egy világleírásokat feldolgozó és szimulációba betöltő és egy a komponenseket felügyelő és vezérlő program. Összességében elkészült a robotok tesztelésére használható teszt keretrendszer prototípusa.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.