Original title: Simulace robotického vyhledávání ztracených radiačních zdrojů
Translated title: Simulation of Robotic Search of Lost Radiation Sources
Authors: Cihlář, Miloš ; Lázna, Tomáš (referee) ; Žalud, Luděk (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2022
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Simulátory, společnostmi zabývající se robotikou hodně využívané, hrají důležitou roli při výzkumu robotů. Zrychlují, zjednodušují, zlevňují a usnadňují vývoj softwaru a algoritmů. Magisterská práce se proto zabývá návrhem systému, založeného na ROS2 a Gazebo simulátoru, umožňující simulaci pozemních robotů ve vnějším prostředí s možností hledat ztracené radiační zdroje. Práce navrhuje několik metod vytváření prostředí v Gazebo simulátoru včetně návrhu prostředí z mračna bodů a je vytvořen model čtyřkolového, smykově řízeného mobilního pozemního robota. Chování robota v simulátoru bylo ověřeno a upraveno pomocí teoretického dynamického popisu robota. Před simulací algoritmů pro hledání ztracených radiačních zdrojů je navržena metoda sledování referenční trajektorie pomocí proporcionálně integračního (PI) a lineárně kvadratického (LQ) regulátoru a navrhuje metodu k simulaci zdroje radiace a jeho měření. Hledání radiačního zdroje jsou použity dvě typově odlišné metody, kdy jedna je založena na prozkoumání celé oblasti a vytváří mapu radiace, a druhá metoda založená na částicovém filtru aktivně hledá ztracený zdroj záření. The master thesis considers simulating the outdoor environment and lost radiation sources in the Gazebo simulator and then deals with radiation search algorithms. Simulators play an essential role in research, and robotics companies widely use them. Simulation accelerates and facilitates testing, verification, and evaluation of developed algorithms. Therefore the thesis establishes a system based on ROS2 and Gazebo that simulates robot models. The performance of the simulation is evaluated. The work presents and compares a model of a four-wheel skid steering mobile robot with the model created in the simulator. In future work, this model comparison allows the improvement of the robot model simulation's parameters based on the real model tested. A solution is proposed for the trajectory tracking problem based on linear proportional-integral (PI) or optimal linear quadratic regulator (LQR). One method of modeling radiation sources and sensors to simulate radiation was suggested. The simulated radiation is compared with the measurement gained from a real (and simulated) outdoor experiment, in which the robot searches the radiation source. The thesis describes the particle filter designed for searching a lost radiation source.
Keywords: Analýza dynamiky; Analýza pohybu; Gazebo; Odporové síly; Prostředí v Gazebu; Radioaktivita; ROS2; Senzor radiace; Simulace radioaktivity; Simulátor; Smykově řízený mobilní robot; Ztracený radiační zdroj; Částicový filtr; Dissipative forces; Dynamic analysis; Gazebo; Gazebo environment; Lost radiation source; Motion analysis; Particle filter; Radiation sensor; Radioactivity; Radioactivity simulation; ROS2; Simulator; Skid steering mobile robot

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/204902

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-502192


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses