Hätäpysäytysjärjestelmän kehittäminen autonomisesti liikkuvalle ATV:lle
Vaarala, Mikko (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025052615950
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025052615950
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa prototyyppitasoinen hätäpysäytysjärjestelmä autonomisesti liikkuvaan mönkijään, joka on osa Arctic AI & Robotics -kehitysprojektia (AI.R). Työn tarkoituksena oli kehittää ratkaisu, joka kykenee havaitsemaan esteet ja pysäyttämään mönkijän turvallisesti. Opinnäytetyö toteutettiin yhteistyössä Lapin ammattikorkeakoulun kanssa, ja sen kohteena oli erityisesti arktisiin olosuhteisiin soveltuva robotiikka.
Tietoperustassa käsitellään keskeisiä aihealueita, kuten etäisyysanturien toimintaperiaatteita, ESP32-mikrokontrollerin käyttöä sulautetuissa järjestelmissä sekä hätäpysäytysjärjestelmiin liittyviä turvallisuusvaatimuksia. Järjestelmä toteutettiin käyttäen Grove Ultrasonic Ranger -anturimoduuleita ja ESP32-mikrokontrolleria. Ohjelmointi suoritettiin C-kielellä Arduino-kehitysympäristössä. Testaus suoritettiin niin sanottuna kuivatestauksena, jossa järjestelmän toimivuus todennettiin laboratorio-olosuhteissa ilman kenttäasennusta.
Työn tuloksena syntyi toimiva prototyyppi, joka kykenee mittaamaan esteen etäisyyden ja pysäyttämään moottorin ohjelmallisesti, mikäli vaaraetäisyys ylittyy. Tulosten perusteella voidaan todeta, että järjestelmä soveltuu pohjaksi tuleville kehitysvaiheille, joissa huomioidaan muun muassa arktiset sääolosuhteet ja järjestelmän skaalattavuus. Prototyyppi tarjoaa hyödynnettävää pohjamateriaalia jatkokehitykseen ja vastaavanlaisten järjestelmien suunnitteluun tutkimus- ja koulutuskäytössä.
Tietoperustassa käsitellään keskeisiä aihealueita, kuten etäisyysanturien toimintaperiaatteita, ESP32-mikrokontrollerin käyttöä sulautetuissa järjestelmissä sekä hätäpysäytysjärjestelmiin liittyviä turvallisuusvaatimuksia. Järjestelmä toteutettiin käyttäen Grove Ultrasonic Ranger -anturimoduuleita ja ESP32-mikrokontrolleria. Ohjelmointi suoritettiin C-kielellä Arduino-kehitysympäristössä. Testaus suoritettiin niin sanottuna kuivatestauksena, jossa järjestelmän toimivuus todennettiin laboratorio-olosuhteissa ilman kenttäasennusta.
Työn tuloksena syntyi toimiva prototyyppi, joka kykenee mittaamaan esteen etäisyyden ja pysäyttämään moottorin ohjelmallisesti, mikäli vaaraetäisyys ylittyy. Tulosten perusteella voidaan todeta, että järjestelmä soveltuu pohjaksi tuleville kehitysvaiheille, joissa huomioidaan muun muassa arktiset sääolosuhteet ja järjestelmän skaalattavuus. Prototyyppi tarjoaa hyödynnettävää pohjamateriaalia jatkokehitykseen ja vastaavanlaisten järjestelmien suunnitteluun tutkimus- ja koulutuskäytössä.