Využití ROS2 pro řízení autonomního robota

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá modernizací softwarového řešení autonomního mobilního robota určeného pro přepravu nářadí. Původní systém, vyvinutý v prostředí ROS 1, byl převeden do prostředí ROS 2, které nabízí vyšší flexibilitu, bezpečnost a podporu reálného času. Práce zahrnuje analýzu původního řešení, návrh a implementaci nových hardwarových a softwarových komponent, včetně senzorického systému pro detekci překážek, lokalizace osoby pomocí UWB technologie a návrhu řídicího algoritmu. Pro detekci překážek byl implementován LiDAR a ultrazvukové senzory, zatímco lokalizace osoby byla realizována pomocí systému Pozyx. Řídicí algoritmus byl navržen s využitím nástroje Navigation2, který umožňuje dynamickou navigaci robota v prostředí. Funkčnost systému byla ověřena nejprve na simulovaném modelu robota v prostředí Gazebo a následně implementována na reálného robota. Výsledkem je plně funkční systém, který umožňuje autonomní navigaci robota s využitím moderních technologií a nástrojů ROS 2.

This thesis deals with the modernization of the software solution of an autonomous mobile robot for tool transport. The original system, developed in the ROS 1 environment, has been transferred to the ROS 2 environment, which offers increased flexibility, safety and real-time support. The work includes analysis of the original solution, design and implementation of new hardware and software components, including a sensor system for obstacle detection, person localization using UWB technology, and control algorithm design. LiDAR and ultrasonic sensors were implemented for obstacle detection, while person localization was implemented using Pozyx. The control algorithm was designed using the Navigation2 tool, which allows the robot to dynamically navigate in the environment. The functionality of the system was first verified on a simulated robot model in the Gazebo environment and then implemented on a real robot. The result is a fully functional system that enables autonomous robot navigation using modern technologies and ROS2 tools.