Adaptive motion controller for autonomous mobile robot
Adaptacyjny kontroler ruchu autonomicznego robota mobilnego
Project type: Research and development
Keywords: modułowy robot mobilny ROS kontroler wykrywanie powierzchni
Keywords (english): modular mobile robot ROS controler surface detection
Consortium members: Project was not implemented as part of a consortium
Project implementation period: 1/04/2022 - 30/06/2024
Funding institution: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Program name: Lider
Project manager: Bartłomiej Cybulski
Funding value: 1 499 955,00 PLN
Total project value: 1 499 955,00 PLN
Proces projektowania nowego robota mobilnego jest zawsze wyzwaniem polegającym na doborze odpowiednich komponentów i zintegrowaniu ich z oprogramowaniem sterującym. Zadania te wymagają czasu i środków, przez co znacząco spowalniają postęp badań nad robotyką oraz automatyzacji przemysłu. Przez kilka ostatnich lat nasz zespół analizował te problemy i zauważyliśmy, że przemysł i nauka zwykle oczekują prostych (ale różnorodnych) platform mobilnych, natomiast większość zasobów preferują przeznaczyć na rozwój oprogramowania i zadania ściśle związane z docelową aplikacją. Z tego powodu chcielibyśmy zbudować uniwersalną mobilną platformę z inteligentnym kontrolerem jazdy, którą z łatwością zabudują według wymagań różnych aplikacji. W niniejszym projekcie Wnioskodawca planuje skoncentrować się na module jazdy w formie inteligentnego kontrolera napędów (dla najbardziej powszechnych struktur robotów outdoor m.in.: czterokołowe typu skid-steer i ze skrętnymi osiami oraz gąsienicowe). Inteligencja kontrolera zawieszeń polega na zdolności do wszechstronnej adaptacji: do warunków zewnętrznych oraz interakcji z innymi komponentami robota. Ta pierwsza polega na aktywnym monitorowaniu stanu podłoża, po którym porusza się robot. Dane dostarczone z czujników zainstalowanych w kontrolerze i napędach służyć mają do klasyfikacji rodzaju podłoża i jego fizycznych parametrów. Wiedza o stanie podłoża zostanie wykorzystana do dostrojenia algorytmów kompensacji poślizgu kół (poprawa lokalizacji robota, której źródłem jest odometria) oraz wybranie odpowiedniej strategii sterowania napędami. Dzięki powyższym działaniom produkt będzie łatwo przystosowywany do pracy w różnych warunkach (szeroki zakres aplikacji). Adaptacja do różnych podłoży będzie automatyczna, bez asysty użytkownika. Projekt planuje wdrażać spółka HETBOT, której wspólnicy od dawna zainteresowani są modularyzacją robotyki i dokładają starań by swój pomysł wdrażać na szeroką skalę na poziomie przemysłowym.
The process of developing a new mobile robot is always a struggle between what hardware to select and how to interface it with high-level software. This usually requires much time and resources, and therefore slows down the progress of robotic research and industry automation. We have been analysing this problem and noticed that both the industry and academia prefer a simple (but versatile), reliable robotic platform and do not want to bother with hardware development. They put most of the resources on software research and tasks strictly related to the target application. For this reason we would like to build a universal, robotic platform, on which they can easily build the functionality they need. This is the motivation for the following project. The developed product is an interchangeable suspension and smart controller for a universal mobile robot platform. To be suitable for a wide variety of applications, the platform allows to switch between suspensions of different kinematic structure and destination (four-wheel skid-steer, tracks and four-wheel with individual steering motors). For the maximum performance on every surface we hand over the management to the smart controller. The intelligence of the controller resides in the ability to adapt to the external environment and to interface with other components such as motor drivers. The external environment adaptation concerns online terrain classification (based on onboard sensors data), which is used to tune other algorithms such as wheel slippage compensation (supporting odometry localization) and to select a driving mode (supporting traversability and energy consumption reduction). The controller communicates with other modules broadcasting its state and collecting necessary data. The reconfiguration of the rover is plug&play with very little or nointervention by a user.
Go back