SRSbot – prototyp AGV

SRS_title2V októbri sme v predchádzajúcom článku prvýkrát predstavili SRSbota – mobilnú vývojovú platfromu, ktorá bola schopná na základe kombinácie údajov z LIDARu, IMU jednotky a sterokamery mapovať svoje okolie a zároveň sa v ňom simultáne lokalizovať. Už vtedy sme uviedli, že naším cieľom je dotiahnuť vývoj SRSbota až do kompletnej AGV – platformy autonómne sa pohybujúcej v čiastočne známom prostredí.

Po ďalšom mesiaci veľmi intenzívneho „Rapid Developmentu“ môžeme s hrdosťou prehlásiť, že náš cieľ sa nám podarilo splniť, a SRSbot je dnes schopný, ako pravdepodobne prvý robot na Slovensku, plne autonómneho pohybu v indoor prostredí, bez GPS signálu a akýchkoľvek ďalších pomôcok (čiar, odraziek, markrov, či RFID čipov pod kobercom). Kompletne celý systém –  senzorika ako aj výpočtová časť, je umiestnená na samotnej platforme, robot po zadaní cieľovej destinácie na mape vykonáva všetky činnosti plne autonómne:

Ako môžete vidieť na videu, pre úspešnú navigáciu je nutné mať k dispozícii mapu – pôdorys prostredia, ktorý je možné zadať buď priamo z mapových podkladov budovy, prípadne si ho namapovať robotom využitím niektorého zo SLAM algoritmov.

Navigácia sa začína zadaním cieľovej polohy, kliknutím na existujúcej mape. Planner vypočíta tzv. globálnu trajektóriu (zelená čiara) a začne posielať pohybové príkazy regulátorom motorov. Dôležitou časťou riadenia je lokalizácia pomocou MonteCarlo algoritmu, ktorý kombinovaním údajov zo senzorov prepočítava aktuálnu polohu robota v existujúcej mape.

Vyhýbanie sa dynamickým prekážkam zabezpečuje lokálny planner, ktorý monitoruje bezprostredné okolie robota a po zachytení prekážy dokáže  prepočítať trajektóriu tak, aby s ohľadom na známe rozmery robota nedošlo ku kolízii so zisteným objektom.

Momentálne sú najväčším obmedzením SRSbota krokové motory, ktoré mu neumožňujú pri 12V napájaní a existujúcom prevode rýchlejší pohyb ako vidieť na videu. Ich výmenou za DC motory by sa ale mal tento nedostatok odstrániť a celkový pohyb značne zrýchliť. Taktiež by bolo potrebné vymeniť aktuálne použitú kombináciu dvoch Intel i3 procesorov za výkonnejšie i5, prípadne i7, keďže pri súčasnej konfigurácii sa už blížime k limitom výpočtového výkonu i3 čipov.

SRSbot_hala2

SRSbot a Vedenie Technickej univerzity Košice

SRSbot projekt bol od začiatku koncipovaný ako tzv. Proof of Concept – jeho zmyslom bolo v čo najkratšom čase dokázať, že v súčasnosti dostupná technológia je už dostatočne robustná pre potreby úloh plne autonómnej mobilnej robotiky aj s výhľadom na možné nasadenie do priemyselných logistických aplikácií. Samozrejme, v prípade reálnej aplikácie by bolo nutné dlhodobejšie ladenie a testovanie, každopádne výsledky dosiahnuté počas posledných dvoch mesiacov sú mimoriadne povzbudzujúce.

Tento projekt by nebolo možné realizovať bez podpory Katedry Elektrotechniky a Mechatroniky FEI TUKE a spoločnosti CEIT a.s., ktorým chceme aj touto formou poďakovať.

Ján Bačík