Samořízení modelu auta v neznámém prostředí pomocí SLAM

Abstract

Tato práce si klade za cíl sestavit model vozidla, které bude schopno autonomně se pohybovat v prostředí a zároveň bude mapovat své okolí. Dalším cílem práce bylo podrobněji porozumět vestavným systémům a jejich vývoji, a proto bylo programování záměrně realizováno na hardwarové úrovni (bare metal) bez využití operačního systému, či jiných, již existujících řešení. Z technik SLAM byla vybrána grid-based metoda, která využívá mřížku (grid) jako základní prostorovou reprezentaci prostředí. V rámci této metody jsou senzory využívány k měření vzdálenosti a určování polohy robota v daném prostoru. Tyto informace jsou následně zpracovány a použity k vytvoření mapy prostředí, kterou robot využívá ke své orientaci a pohybu v daném prostoru. Po projetí předem neznámé dráhy robot sestaví mapu prostoru a uloží ji jako excelový soubor na SD kartu, aby byla mapa jednoduše či telná. Přínosem této práce je podrobné popsání jednotlivých použitých součástek. Práce byla od začátku psána tak, aby byly jednotlivé moduly samostatně funkční. Tím vznikly knihovny, které když se vloží do projektu, budou plně funkční.This thesis aims to build a model of a vehicle that will be able to autonomously navigate in the environment while mapping its surroundings. Another goal of the work was to understand embedded systems and their development in more detail, and therefore the programming was deliberately implemented at the hardware level (bare metal) without the use of an operating system or other existing solutions. From the SLAM techniques, a grid-based method was chosen, which uses a grid as the basic spatial representation of the environment. In this method, sensors are used to measure the distance and determine the position of the robot in a given space. This information is then processed and used to create a map of the environment, which the robot uses to orient and move through the space. After traversing a previously unknown path, the robot builds a map of the space and saves it as an excel file on an SD card to make the map easy to read. The contribution of this thesis is the detailed description of each component used. The work was written from the beginning so that the individual modules are independently functional. This created libraries that when inserted into the project will be fully functional.