Σχεδιασμός διαδρομής αυτοκινούμενου ρομπότ με βάση εικόνα κάμερας, εφαρμογή της μεθόδου Πιθανοτικού Οδικού Χάρτη – PRM και καθοδήγηση μέσω WiFi

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναλύει την κατασκευή αυτόνομης ρομποτικής πλατφόρμα με την χρήση μικροελεγκτή Arduino Uno και τον έλεγχό της μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή και κάμερας εφαρμόζοντας την μέθοδο PRM σε καθορισμένο χώρο κίνησης. Η εργασία περιλαμβάνει την υλοποίηση δύο συστημάτων, ένα υψηλού επιπέδου που είναι υπεύθυνο για τον υπολογισμό της διαδρομής και ένα χαμηλού επιπέδου που αφορά την κατασκευή του ρομπότ. Το σύστημα υψηλού επιπέδου υλοποιήθηκε στον ηλεκτρονικό υπολογιστή με την βοήθεια του προγράμματος Matlab. Η εργασία περιγράφει τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την κατάλληλη επεξεργασία των εικόνων που λαμβάνει η κάμερα ώστε να γίνει ο προσδιορισμός των διαστάσεων του χώρου κίνησης καθώς και τον συντεταγμένων των εμποδίων αλλά και των σημείων αφετηρίας και τερματισμού. Στην συνέχεια περιγράφεται πως τα αποτελέσματα της μεθόδου μετατρέπονται κατάλληλα για να μπορεί να γίνει η επεξεργασία τους από τον μικρο ελεγκτή. Επίσης περιγράφεται ο τρόπος επικοινωνίας μεταξύ των δύο συστημάτων και πως αυτός υλοποιήθηκε. Το σύστημα χαμηλού επιπέδου περιλαμβάνει την κατασκευή του ρομπότ και την ανάπτυξη αλγορίθμου για τον έλεγχό του. Στην εργασία περιγράφεται το hardware που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του ρομπότ και την συνδεσμολογία του. Επιπλέον περιγράφονται οι ρουτίνες ελέγχου που αναπτύχθηκαν για τον έλεγχο της κίνησης του ρομπότ.

This paper describes the construction of an autonomous vechicle using the microcontorller Arduino Uno and how to control it through a camera by applying the PRM method with Matlab's help. Αlso, the steps for processing the pictures from camera in order to apply the PRM method, are explained, and also the way the data are sent to the robot. Also it describes the hardware that was used to construct the robot and the necessary routines that were developed in order to control it.