Auto-Navigation For Robots. Implementation of ROS
Jusuf, Fiki (2016)
Jusuf, Fiki
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604043796
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604043796
Tiivistelmä
Tämän lopputyön tarkoitus on tutustua ja perehtyä robottien autonavigointiin. Paras vaihtoehto autonavigointisovellukseen perustuu Robot Operating System-järjestelmään, ROS, joka on Willow Garagen kehittämä vuonna 2007. Järjestelmä kehitettiin BSD-lisenssin pohjalta ja vähitellen on houkutellut jatkuvasti lisää käyttäjiä. Tästä johtuen järjestelmä on käyttöönotettu laajasti robotiikan tutkijoiden keskuudessa. Vuonna 2013 ROSin ylläpito ja kehitys siirtyi Open Source Robotics Foundation-järjestöön ja on jatkunut tähän päivään asti. Tällä hetkellä ROSia sovelletaan kymmenentuhannen käyttäjän piirissä ympäri maailmaa vaihdellen harrastajista ison luokan tuotantoautomaatio järjestelmän välillä.
Lyhyt johdanto ROSin historiaan ja sen operointitapaan esitellään ensimmäisessä kappaleessa, jotta ymmärretään ROSin periaatteita. Johdannon jälkeen käydään läpi yksityiskohtaisemmin ROSin navigointitoimintaan.
Autonavigoinnin suoritusta testattiin simuloinnin kautta missä TurtleBot-robotti, avoimen lähden tutkimusrobotti, käytetiin simulaatiomaailmassa. Robottia asetettiin sokkelokarttaan missä sille ensin määritettiin sijaintia, ennen kuin annettiin käsky liikkua automaattisesti haluttuun kohteeseen. Robotti tarkkaili laseritutkaimen avulla mahdollisia esteitä ja ja seinä välttääkseen yhteentörmäyksiä ja saavuttaakseen määränpäähän.
Myös TurtleBot-robotin navigoinnin testausta tuntemattomassa ympäristössä testattiin. Ensimmäinen vaihe oli kartan luominen SLAM-menetelmän avulla ohjaamalla TurtleBot-robottia manuaalisesti. Kun kartta oli luotu, TurtleBot-robotti kykeni liikkumaan autonavigoinnin avulla kehitetyssä kartassa.
ROS- ja simulaatiopaketin asennusta esitellään myös työssä ohjeiden avulla ennen kuin suoritetaan simulaatiotestausta ja esitellään tuloksia.
Lopuksi autonavigaation suorituksen tuloksista käydään läpi ja analysoidaan.
Lyhyt johdanto ROSin historiaan ja sen operointitapaan esitellään ensimmäisessä kappaleessa, jotta ymmärretään ROSin periaatteita. Johdannon jälkeen käydään läpi yksityiskohtaisemmin ROSin navigointitoimintaan.
Autonavigoinnin suoritusta testattiin simuloinnin kautta missä TurtleBot-robotti, avoimen lähden tutkimusrobotti, käytetiin simulaatiomaailmassa. Robottia asetettiin sokkelokarttaan missä sille ensin määritettiin sijaintia, ennen kuin annettiin käsky liikkua automaattisesti haluttuun kohteeseen. Robotti tarkkaili laseritutkaimen avulla mahdollisia esteitä ja ja seinä välttääkseen yhteentörmäyksiä ja saavuttaakseen määränpäähän.
Myös TurtleBot-robotin navigoinnin testausta tuntemattomassa ympäristössä testattiin. Ensimmäinen vaihe oli kartan luominen SLAM-menetelmän avulla ohjaamalla TurtleBot-robottia manuaalisesti. Kun kartta oli luotu, TurtleBot-robotti kykeni liikkumaan autonavigoinnin avulla kehitetyssä kartassa.
ROS- ja simulaatiopaketin asennusta esitellään myös työssä ohjeiden avulla ennen kuin suoritetaan simulaatiotestausta ja esitellään tuloksia.
Lopuksi autonavigaation suorituksen tuloksista käydään läpi ja analysoidaan.