Stanowisko laboratoryjne do badań algorytmów sterowania robotami mobilnymi z wizyjnym sprzężeniem zwrotnym

pol Artykuł w języku Polskim DOI: 10.14313/PAR_221/71

Daniel Figurowski, wyślij Michał Brasel, Michał Kubicki Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Elektryczny, ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule poruszono tematykę związaną z opracowaniem platformy badawczo-dydaktycznej przeznaczonej dla robotów mobilnych. Omawiane stanowisko zostało zbudowane na Wydziale Elektrycznym Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie jako platforma przeznaczona do projektowania i testowania algorytmów sterowania z wizyjnym sprzężeniem zwrotnym. W artykule poruszono przyczyny budowy takiej platformy wraz z odniesieniem się do istniejących rozwiązań, które powstały w innych ośrodkach badawczych. W dalszej części opisano wymagania postawione opracowanej platformie, a także omówiono konstrukcję prototypu platformy, zastosowane roboty mobilne oraz komponenty sprzętowe systemu. Następnie poruszono zagadnienie wizji maszynowej oraz przedstawiono opracowany algorytm analizy obrazu 2D. Artykuł kończy się podsumowaniem, w którym zamieszczono perspektywę rozwoju stanowiska oraz zarysowano plan wykorzystania opracowanej platformy do badań naukowych, jak i celów dydaktycznych.

Słowa kluczowe

analiza obrazów 2D, pojazdy kołowe, robot mobilny, stanowisko laboratoryjne, system wizyjny

Laboratory Station for Studying Visual Feedback Control Systems for Mobile Robots

Abstract

The article presents the development of an academic platform dedicated to mobile robots. This stand was built in West Pomeranian University of Technology in Szczecin as a platform on which control systems with visual feedback could be devised and tested. In the article a motivation for such station was presented with acknowledging already existing solutions developed by other research groups. Further, platform requirements were presented as well as its construction, mobile robots and hardware components. A general outline of the machine vision problem is given, as well as a detailed description of a 2D image analysis algorithm devised for the designed platform. The article ends with a summary in which a concept of using the platform for research and didactics is given as well as its further development.

Keywords

2D image analysis, laboratory station, machine vision, mobile robot, wheeled vehicles

Bibliografia

  1. Pololu Corporation, Pololu 3pi Robot User’s Guide, 2013.
  2. Spychała M., Integracja modułu WLAN ze sterownikiem robota mobilnego, Praca dyplomowa, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2015.
  3. The Imaging Sources, DFK23GP031 Color Camera, 2013.
  4. The Imaging Sources, Camera SDK manual, http://www.theimagingsource.com/en_US/support/documentation/icimagingcontrol-dotnet/, dostęp w 2016.
  5. Nvidia, GeForce GTX 750 Ti, http://www.geforce.com/hardware/desktop-gpus/geforce-gtx-750-ti, dostęp w 2016.
  6. Nvidia, CUDA Zone, https://developer.nvidia.com/cuda-zone, dostęp w 2016.
  7. Figurowski D., System wizyjny dla dynamicznego pozycjonowania robotów mobilnych, Praca dyplomowa, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2015.
  8. Fabregas E., Farias G., Dormido-Canto S., Guinaldo M., Sánchez J., Dormido Bencomo S., Platform for Teaching Mobiles Robotics. “Journal of Intelligent & Robotic Systems”, Vol. 81, Issue 1, 2016, 131–143.
  9. Witkowski U., Emad Monier, Rückert U., An Automated Platform for Minirobots Experiments, 10th International Conf. on Control, Automation, Robotics and Vision, 2008.
  10. Tepe Tufan, Mobile Robot Navigation Using Visual Servoing, MSc Internship TU/e, www.mate.tue.nl/mate/pdfs/11494.pdf, dostęp w 2016.
  11. Gregor Klančar, Marko Lepetič, Matej Kristan, Rihard Karba, Vision system design for mobile robot tracking, Mobile robots: new research. New York: Nova Science, 2005.
  12. Batchelor G. B. (editor), Machine Vision Handbook, Rozdziały: I,XIV–XVII, Springer, 2012.
  13. Rostkowska M., Topolski M., Skrzypczyński P., A modular mobile robot for multi-robot applications, „Pomiary Automatyka Robotyka”, Vol. 17, No. 2/2013, 288–293.
  14. Piątek P., Zieliński M., Skrzypczyński P., Modułowy robot mobilny do celów dydaktycznych i badawczych, „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 15, Nr 2/2011, 411–419.