Mitme roboti koostöö funktsionaalsuste väljatöötamine tarkvararaamistikule TeMoto
Date
2019
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Tartu Ülikool
Abstract
Eesti keeles: Robotid võimaldavad töötada eluohtlikes keskkondades või muul moel ligipääsmatutel aladel
nagu näiteks kaevandustes, tulekahjude kustutamisel ja radioaktiivsetes keskkondades.
Hõlbustamaks inimene-robot ja robot-robot koostöösüsteemide tarkvaraarendust on loodud
robotite operatsioonisüsteemil (ROS) põhinev tarkvararaamistik TeMoto. TeMotol on vaja
keskkonna esitamise funktsionaalsusi, et oleks võimalik arendada robotisüsteeme, mis on
keskkonnast teadlikud. Töö eesmärgiks oli kavandada ja luua TeMoto arhitektuuris raamistik
keskkonnamudelitega töötamiseks, luua funktsionaalsus keskkonnamudelite
sünkroniseerimiseks TeMoto instantside vahel, pakkuda keskkonnamudel ja testida süsteemi
reaalses stsenaariumis. Töö tulemusena valmis terviklik süsteem ja infrastruktuur, millega
saab edukalt jagada semantilist ja topoloogilist informatsiooni mitme roboti vahel ja seda
demonstreeriti heterogeense mitme roboti süsteemiga läbi viidud otsingumissiooni näitel.
Implementeeritud TeMoto keskkonnamudeli raamistik paneb aluse keskkonnamudelite
kasutusele TeMoto arhitektuuris, mis võimaldab TeMoto abil arendada keskkonnaga
mõtestatult tegutsevaid robotsüsteeme.
Description
Robots enable us to operate in hazardous or otherwise unvisitable environments such as
mines, fires and radioactive environments. TeMoto, which is built upon the Robotics
Operating System (ROS), makes it easier to develop scalable, manageable and reliable
software for robotics systems. TeMoto needs functionalities to represent the environment in order to support development of robot systems that are aware of their surroundings. The aim
of this work is to plan and design a framework for working with environment models, enable
robots to synchronize the environment data, create an environment model to match the
framework and test the system in a real world scenario. This was achieved by implementing
data structures representing objects and rooms/spaces in the, designing an abstract interface to
work with the data structures and implementing the interface to create a corresponding
environment model. The work resulted in a functional system and infrastructure, which
allows sharing semantic and topological data between robots, which was demonstrated in a
trash collecting mission featuring a heterogeneous multi-robot system. The implemented
framework lays a foundation for use of environment models in TeMoto, which allows
designing robot systems that interact with the world in a meaningful way.
Keywords
TeMoto, ROS, robotics, multi-robot cooperation, heterogeneous multi-robot systems, knowledge representation, environment model, topological mapping, semantic mapping, robootika, mitme roboti koostöö, heterogeensed robotite süsteemid, teadmiste esitus, keskkonnamudel, topoloogiline kaardistamine, semantiline kaardistamine