Ανάπτυξη αυτόνομου ρομποτικού οχήματος εδάφους ελεγχόμενου μέσω ROS.

Abstract

Ο Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη, σχεδίαση και ανάπτυξη ενός αυτόνομου ρομποτικού οχήματος εδάφους ελεγχόμενου μέσω ROS, με το χαμηλότερο δυνατό κόστος υλοποίησης. Μελετήθηκε κατά το πόσο αυτή η υλοποίηση είναι αξιόπιστη τόσο ως προς τη λειτουργικότητα του οχήματος, όσο και ως προς την επίτευξη της αυτόνομης πλοήγησης σε άγνωστο περιβάλλον. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε ένα ανοιχτού κώδικα λειτουργικό για ρομπότ (Robot Opetating System ή ROS), το οποίο βασίζεται στις γλώσσες προγραμματισμού C++, Python και Lisp και εκτελείται σε συστήματα τύπου Unix και κυρίως στο Ubuntu Linux. Επίσης, για τις απαιτήσεις του συστήματος χρησιμοποιήθηκαν οι τεχνολογίες XML και WiFi και το λογισμικό Arduino IDE. Η μέλετη αξιολόγησε τη χαρτογράφηση του περιβάλλοντος, τη λειτουργικότητα του όχηματος και τέλος την αυτόνομη πλοήγηση. Η χαρτογράφηση κρίθηκε αναξιόπιστη, λόγω των περιορισμών των υλικών, η αξιολόγηση των βασικών κινήσεων του οχήματος θεωρείται ικανοποιητική ενώ η αυτόνομη πλοήγηση με βάση των περιορισμών που υπάρχουν κρίνεται ως αξιόπιστη. Τέλος, συμπαιραίνεται, πως η μερική αναβάθμιση του εξοπλισμού είναι απαραίτητη για την πλήρη λειτουργικότητα του συστήματος.

The purpose of this thesis is to study, design and develop an autonomous robotic ground vehicle controlled through ROS, with the lowest possible implementation cost. It was studied to what extent this implementation is reliable both in terms of functionality of the vehicle and in terms of achieving autonomous navigation in an unknown environment. More specifically, ROS (Robotic Operating System), an open-source operating system for robots, was used, which is based on the programming languages C++, Python and Lisp and runs on Unix-type systems and mainly on Ubuntu Linux. Also, XML, WiFi technologies and Arduino IDE software were used for the system requirements. The study evaluated the capability of the vehicle for mapping the environment, the moving functionality of the vehicle and finally its capability for autonomous navigation. Mapping was deemed unreliable due to material limitations; evaluation of basic vehicle movements is considered satisfactory while autonomous navigation based on existing limitations is deemed reliable. Finally, it is concluded that the partial upgrade of the equipment is necessary for the full functionality of the system.