威廉里德,澳大利亚野外机器人中心
本演示概述了路虎主动铰接式车轮导航控制(GNC)软件的开发。火星模拟多模穿越混合体(猛犸)四足动物是一个85公斤重的机器人,能够改变它的足迹,爬过障碍物,重新配置它的姿态,以满足传感和穿越的目标。由于该车GNC问题的复杂性,需要一种高效的软件开发技术。为了满足这一需求,基于模型的设计被用于在软件的可执行原型框架内快速开发和验证单个GNC算法。
讨论的主要软件组件包括执行器和传感器接口、用于独立控制11个自由度的运动控制器、各种定位和映射方案的融合,以及用于规划通过漫游者复杂配置空间的有效路径的运动规划器。
使用机器人操作系统(ROS)实现了用于同时定位和映射(SLAM)的RGB-D Asus Xtion传感器,并与机器人系统工具箱接口™. 文中还讨论了漫游者在不同的路径中执行SLAM的结果。此外,还总结了将惯性测量单元数据、车轮里程计和激光测距仪数据融合到定位方案中的方法。
利用递推运动学传播建立了猛犸象漫游车的运动学模型。该模型表达了独立驱动点和独立驱动点之间的关系。在模拟和火星模拟地形上都提供了漫游者11自由度驾驶的演示。
最后讨论的主题是所使用的运动规划方案。开放式运动规划库(OMPL)与Matlab中生成的运动学C++代码一起使用,以产生可行和有效的路径。运动规划是在各种模拟挑战行星模拟环境中演示的。
MATLAB软件®和Sim金宝appulink®已用于促进在环软件、在环硬件和完全部署的开发环境中集成和验证这些单个组件。总结了在漫游者穿越崎岖地形时保持恒定车身姿态的主动铰接悬架技术开发的示例工作流,以强调如何利用每个开发环境。
由此产生的软件使我们得以展示一种新型的行星探测器探测平台的全部功能。介绍了自主主动铰接式悬挂试验和自主挖掘任务的结果。这项工作的中心贡献是演示了一个复杂机器人系统的快速软件开发工作流。
记录日期:2016年5月24日
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