Реализация системы одновременной локализации и построение карты местности мобильным роботом Koala

В наше время робототехника используется в самых разных проектах: на производстве, при исследовании космоса, даже в системе «умного дома». В отдельную группу можно отнести проекты, в которых робот работает в автономном или полуавтономном режиме в неизвестном или изменчивом окружении, например робот-пылесос или роботы для изучения космических тел в условиях ограниченной связи с пунктом управления (планетоходы). В данном случае робот должен уметь определять препятствия, ориентироваться в рабочей среде, а также запоминать информацию о ней для последующего анализа.

Данная работа включает в себя исследование доступных программных и технических средств, с помощью которых можно создать автономного робота, способного без участия человека, при помощи камеры Kinect, встроенной одометрии и нескольких инфракрасных датчиков, осуществлять навигацию в неизвестном помещении, составляя план этого помещения, и передвигаться по нему, огибая препятствия.

В данном проекте для демонстрации системы управления роботом будет использоваться платформа Koala, камера Kinect, позволяющая получать карту глубины, а также компактный компьютер, работающий под управлением ОС Ubuntu. Из программных средств управления роботом используются операционная система Ubuntu, являющаяся дистрибутивом Linux, мета-операционная система ROS (Robotic Operation System), а также набор пакетов, как написанных автором работы, так и, входящих в стандартную библиотеку ROS.

Особое внимание будет уделено методу SLAM, который лежит в основе данной научно-исследовательской работы. Метод SLAM широко используется в современных проектах по созданию беспилотных автомобилей, автономных  медицинских роботов, планетоходов, автономных глубоководных аппаратов и домашних роботов. Именно поэтому изучение данной области является актуальным.

Благодаря гибкости ROS, все наработки в виде пакетов могут быть впоследствии импортированы в другие проекты, использующие ROS как систему управления роботом.

По окончанию исследования студентом будет написана подробная справка по работе с ROS, прочитав которую, любой, даже неопытный, пользователь сможет понять принципы работы и идеологию данной мета-операционной системы, и, конечно же, сможет создать свою систему управления роботом.