|
|
Modelování a řízení mobilních kolových robotů
Sypták, Michal ; Šembera, Jaroslav (oponent) ; Šolc, František (vedoucí práce)
Problém řízení kolových podvozků nepatří pouze do oblasti mobilní robotiky. Můžeme se s ním setkat spíše v souvislosti s dopravou nebo transportem, ať na velké nebo malé vzdálenosti. Tato práce modeluje a zkoumá mobilní podvozky pomocí kinematiky. Kinematické modely nejsou přesné při velkých rychlostech. Za to tam, kde je požadován pomalý, autonomní pohyb robota, kinematický model dostatečně přesně charakterizuje skutečný robotický systém. Oproti dynamickým modelům je jejich návrh a implementace také jednodušší. První část práce je věnována základnímu popisu pohybu robota v rovině. Na tu navazuje popis a charakteristika pěti v robotice nejčastěji používaných typů kol – standardní pevné, standardní řízené, vlečné, mnohosměrové a všesměrové. U každého typu kola jsou odvozeny podmínky, při jejichž splnění se kolo z kinematického hlediska může pohybovat. Dále jsou popsány 2 metody návrhu modelu mobilního robota – úplná, generická. Podle těchto metod je navrženo a popsáno 6 typů mobilních robotů s rozdílnými pohybovými schopnostmi. Poslední a nejrozsáhlejší část práce tvoří simulační model vytvořený v prostředí Matlab/Simulink. Obsahuje uživatelské rozhraní, které umožňuje konfiguraci libovolného podvozku a jízdu po různých trajektoriích. Lze tak vizuálně ohodnotit a klasifikovat různé typy podvozků. Podstata práce patří do oblasti odometrie, tedy transformace výstupu senzorů rychlostí a natočení kol do pozice robota v souřadném systému popisující jeho pracovní prostor. Vytvořený simulátor jako celek pouze modeluje pohyb mobilního robota v rovině. Jeho vnitřní kostra je ovšem postavena na algoritmech, které by v praxi bylo možné použít pro řízení skutečných mobilních robotů.
|
|
|
Návrh a realizace senzorického systému pro mobilní robot s využitím frameworku ROS
Tomáš, Petr ; Mašek, Petr (oponent) ; Věchet, Stanislav (vedoucí práce)
Podstatou této diplomové práce je návrh a implementace senzorického systému využívající robotický framework, který nese název ROS (Robot Operating System). Hlavním úkolem je provést podrobnou analýzu a otestování možností robotického frameworku se závěrečnou implementací na konkrétní testovací robotické aplikaci (senzorický systém) s následným ohodnocením použitelnosti tohoto systému v mobilní robotice. Dále je paralelně cílem vytvořit detailní obecný a praktický průvodce pro začátečníky s ROS, kteří jsou také málo zkušení v linuxových operačních systémech.
|
|
|
LIDAR a stereokamera v lokalizaci mobilních robotů
Vyroubalová, Jana ; Drahanský, Martin (oponent) ; Orság, Filip (vedoucí práce)
Lidar (2D) se velmi často používá v mapování, lokalizaci a navigaci mobilních robotů. Jeho využití má však svá omezení a to převším využitelnost spíše v jednoduchém prostředí. Tento problém může být odstraněn přidáním dalších senzorů a jejich zpracování dat. Naše práce představuje metodu, jak spolu mohou být data ze stereo kamery a LIDARu fúzována za účelem lepšího dynamického mapování. Za prerekvizitu považujeme 2D mapu obsazenosti z LIDARu, která je rozšířena 2D mapou opsazenosti získanou ze stereo kamery. Princip našeho přístupu je založen na detekci pozemní roviny v disparitní mapě získané ze stereo vize. Pro detekci pozemní roviny využíváme metod RANSAC a Metody nejmenších čtverců. Dále po určení překážek v disparitní mapě generujeme z těchto informací 2D mapu obsazenosti. Výstupem naší metody je 2D mapa, která je tedy výsledkem fúze doplňujících se informací ze senzorů LIDARu a stereo kamery. Experimentální výsledky získány z dat školního robota RUDA a data setu MIT Stata Center Data Set jsou dostatečné na to, abychom mohli prohlásit tuto metodu za velký přínos, ačkoliv je naše implementace pouze prototypem. Kromě prezentace našeho přístupu zde také analyzujeme výstupy a diskutujeme různá vylepšení a rozšíření za získáním lepších výsledků.
|
|
|
ROS framework utilization for autonomous mobile robot control system
Vávra, Patrik ; Krejsa, Jiří (oponent) ; Appel, Martin (vedoucí práce)
This thesis deals with the development of localization and navigation system of a mobile robot for an indoor environment based on ROS framework. The project, ROS framework, and Gazebo simulation environment are briefly described in the theoretical survey section alongside sensors that the robot is equipped with. This is followed by the creation of a model of the robot and a simulation environment in which localization, navigation, and other routines are tested. In the experimental section, the sensors are tested, and the usage of their output is described. Subsequently, algorithms from the simulation are modified and tested on the real robot. In the end section are created educational mini-games described. The main outcome of this thesis is a functional state machine that allows to manually control the robot, give the goal position for navigation and if needed, takes care of autonomous charging of robot.
|
|
|
Čtyřnohý kráčejicí robot
Veleba, Tomáš ; Krištůfková Dvorská, Jolana (oponent) ; Neužil, Tomáš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou řízení čtyřnohého kráčejícího robotu. Má za úkol vytvořit a realizovat algoritmy pro chůzi a ovládání. Je rozdělena do šesti částí. V úvodu jsou rozebrány jednotlivé druhy podvozků, jejich výhody a nevýhody. V další části je popsána mechanická konstrukce robotu i veškeré realizované elektronické vybavení. V třetí části jsou detailně popsána čidla, která robot používá. Následující část se zabývá popisem chůze robotu. Vysvětluje jednotlivé fáze chůze a rozebírá statickou a dynamickou stabilitu. Další část tvoří popis programového vybavení. Zde je pojednáno o programovém vybavení řídícího mikrokontroléru a algoritmu generujícím chůzi. Popisuje také programové vybavení řídící aplikace v počítači. V poslední části je proveden průzkum možností bezdrátového řízení.
|
|
|
Řízení všesměrového podvozku
Hrazdira, Adam ; Burian, František (oponent) ; Šembera, Jaroslav (vedoucí práce)
Cílem práce byl návrh a realizace softwaru pro řížení modelu synchronního všesměrového podvozku. Text se zabývá prezentací konstrukce reálného modelu podvozku. Dále je popsána funkce a princip programu podvozku. V následující části je prezentována uživatelská aplikace pro komunikaci s podvozkem. Nakonec je představena možnost komunikace a řízení podvozku z prostředí Matlab Simulink.
|
|
|
Všesměrový synchronní podvozek
Mejzlík, Bohumír ; Kopečný, Lukáš (oponent) ; Šolc, František (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a realizací funkčního modelu všesměrového synchronního podvozku. Zaměřuje se na mechanickou konstrukci všesměrového podvozku a výběr vhodného hardwarového vybavení. Dále se zabývá návrhem řídícího softwaru pro minipočítač a návrhem grafické aplikace v PC.
|
|
|
Implementace softwarového rozhraní pro kameru OmniVision
Tomáš, Petr ; Marada, Tomáš (oponent) ; Věchet, Stanislav (vedoucí práce)
Hlavním cílem této bakalářské práce je provést analýzu a otestování možností speciálního kamerového modulu (obrazový čip firmy OmniVision) se závěrečným ohodnocením použitelnosti tohoto modulu v mobilní robotice. V úvodní části práce byla použita výzkumná metoda porovnávání a hodnocení jednotlivých informací nejpoužívanějších kamerových systémů v mobilní robotice, kde hlavní prameny informací tvořily internetové zdroje. V další části práce byla aplikována vlastní výzkumná metoda, která napomohla k získávání dat, k vysvětlení důležitých pojmů a zároveň k novým informacím o vlastním kamerovém modulu. V závěrečné části práce bylo cílem použít doporučených programovacích jazyků za účelem vyřešení zkoumaného problému a vyvodit vlastní závěry pro praxi. Celá tato bakalářská práce poskytuje návrh implementace hardwarového a softwarového rozhraní pro vybraný kamerový modul. Vyvinutím vlastní testovací aplikace práce reprezentuje základní možnosti snímacího senzoru, a zároveň vytváří podklad pro použití kamerového modulu v nejrůznějších aplikacích a poskytuje novým uživatelům potřebné informace k rychlému a k efektivnímu používání této či obdobné kamery s čipem OmniVision. Modul je vhodný k použití v mobilní robotice a lze ho doporučit mobilním robotům, kteří disponují malými rozměry a nízkými energetickými kapacitami. Konkrétně modul umožňuje předzpracování obrazu díky jeho programovatelnosti a širokým možnostem nakonfigurování snímané scény přímo u obrazového čipu.
|
|
|
Návrh a implementace řídícího programu pro mobilní robotickou platformu Turtlebot3 Burger
Filip, Jakub ; Lacko, Branislav (oponent) ; Parák, Roman (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je návrh a implementace řídícího programu pro mobilní robotickou platformu TurtleBot3 Burger. V teoretické části bakalářské práce je vymezena problematika mobilní robotiky, s bližším pohledem na různé možnosti lokomoce, včetně ukázek z průmyslové praxe. Série mobilních robotů TurtleBot3 patří mezi robotické platformy, distribuované společností ROBOTIS, kde jejich hlavním znakem je kompatibilita s Robotickým Operačním Systémem (ROS). Jádro tohoto systému spadá pod BSD licenci, zaručující otevřený zdrojový kód. Integrace ROS s modelem TurtleBot3 Burger poskytuje volně přístupné robustní knihovny, tvořící základ pro pochopení ovládání diferenciálně řízeného robotu skrze ROS. V praktické části je provedena montáž a konfigurace robotické stavebnice TurtleBot3 Burger, včetně představení klíčových funkcionality této mobilní platformy, a návrh vlastního řešení. Závěr obsahuje odůvodnění zmíněného návrhu a výstup po jeho implementaci na reálném robotu.
|
|
|
Communication in Mobile Robotics
Hýbl, Matouš ; Jílek, Tomáš (oponent) ; Žalud, Luděk (vedoucí práce)
The goal of this thesis is to provide insight into ways of improving communication links used in mobile robotics, specifically in field robotics. First, the electromagnetic spectrum is studied in order to provide information about what frequencies can be used. Digital modulations are described as well as they greatly influence link's behavior in presence of noise. Furthermore, various ways of enhancing communication links are described alongside with ideas about their use and implementation. A communication subsystem based on MikroTik routers suitable for field robotics robots is designed and developed. This communication subsystem is capable of retranslation and has hardware required for implementation of redundant communication link based on LTE. Revival of Orpheus HOPE robot is then described. The robot is equipped with a new control unit firmware, the communication subsystem and is renamed to Orpheus CT. A simple system suitable for measuring communication link properties is developed and tested. The system for measuring link properties is then evaluated during two experiments. One experiment is dedicated to testing of retranslation capabilities of the communication subsystem. Evaluation of experiment results shows that the measurement system works and that the communication subsystem is suitable for implementation into real field robots.
|
host ::
RSS.