Rapid prototyping environment for wheeled mobile robot control algorithm

eng Article in English DOI:

send Andrzej Burghardt , Dariusz Szybicki Department of Applied Mechanics and Robotics, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology

Download Article

Abstract

In the paper, the author provides a proposal of a quick prototyping environment for algorithms controlling homogenous, autonomous mobile robots. The solution proposed enables monitoring of the operation of a group of mobile robots consisting of the recording of motion parameters and signals from distance detectors as well as of controlling the drive units. Furthermore, the solution is flexible, enabling work with various numbers of robots as well as modification of their settings, and conforms to the real time system requirements assumed. In the course of the development process, AmigoBot mobile robots manufactured by ActiveMedia Robotics were used.

Keywords

AmigoBot, autonomous mobile robots, multi-robot system, rapid prototyping

Środowisko szybkiego prototypowania algorytmów sterowania robotów mobilnych

Streszczenie

Rozwój robotów mobilnych, wykonujących złożone zadania, jest jednym z motorów napędowych współczesnej robotyki. Pomysłowość konstruktorów oraz wynikająca z niej mnogość aplikacji połączona z różnorodnością algorytmów sterowania owocuje szerokim spektrum zastosowań i aktualnością badań realizowanych z wykorzystaniem środowisk szybkiego prototypowania. Środowiska szybkiego prototypowania pozwalają na testowanie opracowanych rozwiązań programowych oraz sprzętowych na wielu etapach prowadzonych prac. W przypadku robotów mobilnych prototypowanie najczęściej dotyczy modelowania zarówno napędów jak i całych konstrukcji, testowania algorytmów sterowania jednego lub grupy robotów, modelowania układów sensorycznych itp. W pracy zaprezentowano autorskie oprogramowanie pozwalające na sterowanie grupą do 256 mobilnych robotów firmy Mobile-Robots. Zaproponowane rozwiązanie zostało wykonane jako połączenie wybranych fragmentów oprogramowania producenta ARIA z mex-funkcją systemu MATLAB/Simulink. Do komunikacji wykorzystano sieć bezprzewodową. Prezentowane środowisko spełnia założenia systemu czasu rzeczywistego, rejestruje dla jednego lub grupy robotów takie parametry jak: prędkości i przemieszczenia kątowe kół napędzających, napięcie baterii, prądy silników napędzających koła, wskazania czujników odległości. Ponadto zapewnia obsługę wejść i wyjść cyfrowych oraz wejść analogowych, w które wyposażone są roboty. Umożliwia programową obsługę urządzeń peryferyjnych robotów mobilnych wykorzystujących do komunikacji standard RS-232 oraz I2C. Całość oprogramowania wykonano w postaci biblioteki pakietu Simulink (Toolboxes).

Słowa kluczowe

MATLAB, prototypowanie, robot mobilny, sterowanie

Bibliography

  1. Burghardt A., Proposal for a rapid prototyping environment for algorithms intended for autonomous mobile robot control, Mechanics and Mechanical Engineering, Technical University of Lodz, 1/2008, 5-16.
  2. Burghardt A., Hendzel Z., Sterowanie behawioralne mobilnymi robotami kołowymi, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2007.
  3. Giergiel J., Szybicki D., System Linux w robotyce. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2010.
  4. Hendzel Z., Żylski W., Burghrdt A., Autonomiczne mobilne roboty kołowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2008.
  5. Mrozek B., Mrozek Z., MATLAB i Simulink. Poradnik użytkownika. Wydawnictwo HELION, Gliwice 2004.