GPS-pohjaisen automaattiohjauksen käyttöönotto mobiilirobotissa

Abstract

Opinnäytetyössä tavoitteena oli toteuttaa satelliittipaikannukseen perustuva automaattiohjausjärjestelmä telakäyttöiseen mobiilirobottiin, jonka liikkumista ohjattiin CAN-väylän välityksellä. Kehitystyön pohjaksi valitussa ratkaisussa hyödynnettiin ajoneuvossa olevaa Linux-tietokonetta ja siihen asennettua ROS-järjestelmää sekä Pixhawk-autopilottiohjainta ja ArduRover-laiteohjelmistoa.

Työn tilaajana oli Centria-ammattikorkeakoulun Dronet ja autonomiset laitteet -tutkimusryhmä, joka hyödyntää mobiilirobottia mm. maastomittauksissa ja muissa TKI-toiminnoissa.

ROS-pohjaisen sovelluksen kehittämiseen käytettiin pääosin Python-ohjelmointikieltä sekä MAVROS-ohjelmistopakettia. CAN-väylän ja ROS-järjestelmän välistä tietoliikennettä varten tehtiin muutoksia myös mobiilirobotin valmistajan toimittaman ohjelmiston C++-lähdekoodiin.

Lopputuloksena on autopilottisovellus, jonka avulla laitteella voi ajaa automaattisesti satelliittipaikannukseen perustuvia ajoreittejä. Käyttöliittymänä hyödynnetään laitteen omaa radio-ohjainta, ja Linux-järjestelmän komentorivin kautta voidaan käyttää ROS-palvelulla toteutettuja reitinmuokkauksen lisätoimintoja.

The purpose of this thesis was to implement an automatic control system for a tracked unmanned ground vehicle (UGV) manoeuvred through a CAN bus. The development work was based on a solution utilising the vehicle’s on-board Linux computer with Robot Operating System (ROS) as well as a Pixhawk flight control unit (FCU) with ArduRover firmware.

The project was commissioned by Centria’s Drones and Autonomous Device research group. The UGV is used by the research group in various RDI activities, such as terrain measurements.

The ROS-based solution was mainly developed using the Python programming language and the MAVROS software package. The C++ source code of the software supplied by the UGV manufacturer was also modified to accommodate necessary data communication between the CAN bus and the ROS system.

The resulting autopilot solution enables the vehicle to perform automatic routes (“missions”) making use of satellite positioning. The vehicle’s original radio controller was used to provide a user interface, and the auxiliary functions for manipulating the mission through a ROS service can be executed on the Linux command line interface.