28441

طراحي و پياده‌سازي مكان‌يابي و نقشه‌يابي جمعي براي يك پلتفرم رباتيك ابري

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - گرايش طراحي كاربردي

1399

1402/3/27

اسماعيل خان ميرزا

مهندسي مكانيك

پوشش رو به رشد اينترنت، اين امكان بي‌سابقه را به دست داده است كه با ايجاد شبكه‌هايي از ربات‌ها، از مزاياي مانيتورينگ و كنترل يكپارچه آنها بهره‌برداري شود. براي اين كار از پلتفرم‌هاي رباتيك ابري استفاده مي‌شود. در اين پايان‌نامه، معماري و امكانات پلتفرم‌هاي رباتيك ابري موجود بررسي شد و نياز به يك پلتفرم جديد كه داراي قابليت مسيريابي و نقشه‌يابي چندرباتي باشد توصيف گرديد. سپس طرح مفهومي و معماري چنين پلتفرمي پيشنهاد شد و بر اساس آن، پلتفرم به صورت نرم‌افزاري پياده‌سازي گشت. پلتفرم پياده‌سازي شده علاوه بر مسيريابي و نقشه‌يابي چندرباته در محيط ساختارمند، شامل قابليت‌هاي شبيه‌سازي ابري، ارسال كد به ربات واقعي، پايش آنلاين وضعيت ربات‌ها و كدنويسي آنلاين ربات‌ها مي‌باشد. در پياده‌سازي پلتفرم از راس 2، داكر و كوبرنتيس استفاده شد. الگوريتم مركزي طراحي مسير چندرباته ماژولار است و يك الگوريتم ابداعي بر پايه A* براي مقاصد تست پلتفرم پياده‌سازي شد. براي به‌روزرساني نقشه، خوانش‌هاي سنسور ليزري با استفاده از قانون احتمالات بيس پردازش شدند. تمام قابليت‌هاي ذكر شده در حوزه مربوطه به طور موفقيت آميز تست شد. بنابراين، پايان‌نامه حاضر نشان مي‌دهد كه يك پلتفرم ابري رباتيك مناسب مي‌تواند به عنوان يك پايه قابل توسعه و قابل استفاده در بسياري از كاربردهاي چندرباتي استفاده شود.

1402/03/31

Design and Implementation of Cooperative Localization and Mapping for a Cloud Robotics Platform

6/16/2024 12:00:00 AM

The growing coverage of the internet has given an unprecedented opportunity to exploit the benefits of integrated monitoring and control of networks of robots. Cloud robotics platforms are used for this purpose. In this thesis, the architecture and features of some of the existing cloud robotics platforms were reviewed and the need for a new platform that has multi-robot path planning and mapping capabilities was described. Then the conceptual design and architecture of such a platform was proposed and based on it, the platform was implemented. In addition to multi-robot path planning and mapping in a structured environment, the implemented platform includes features for cloud simulation, software delivery to real robots, online monitoring of robot states, and online development environment. ROS 2, Docker and Kubernetes were used in the implementation of the platform. The central algorithm of multi-robot path design is modular, and an innovative algorithm based on A* was implemented for platform testing purposes. To update the map, the laser sensor readings were processed using Bayes' probability law. All the features mentioned in the respective domain were successfully tested. Therefore, the present thesis shows that a suitable cloud robotics platform can be used as an extensible and usable basis for many multi-robot applications.

رباتيك ابري , مسيريابي جمعي , نقشه يابي جمعي

cloud robotics , multi-robot path planning , multi-robot mapping

Mohammad Farzan

Esmaeel Khanmirza