Balancující dvoukolový robot

Abstract

Cílem práce je navrhnout, zkonstruovat a naprogramovat dvoukolového balancujícího robota. V práci je popsán výběr vhodných komponent, zkonstruování robota a jeho naprogramování. Řízení robota obstarává Raspberry PI 4B s operačním systémem Ubuntu 22.04 Server. Řídící program je sestaven v platformě Robot Operating System 2 (ROS2), který obstarává modularitu a škálovatelnost systému. Balanční mechanismus je obstarávaný PID regulátorem, který podle aktuálních dat z IMU a enkodérů vypočítá potřebnou reakci motorů. Výsledný robot je schopný zdvihu ze stabilní polohy, dálkového ovládání mobilním telefonem a autonomního pohybu s vyhýbáním se překážkám.

The thesis objective is to design, construct and program a two-wheeled balancing robot. The thesis describes the selection of suitable components, the construction of the robot and its programming. The control of the robot is provided by a Raspberry PI 4B running Ubuntu 22.04 Server operating system. The control program is built in the Robot Operating System 2 (ROS2) framework, which caters for the modularity and scalability of the system. The balancing mechanism is catered by a PID controller which calculates the required motor response based on the actual data from the IMU and encoders. The resulting robot is capable of lifting from a stable position, remote control by mobile phone and autonomous movement with obstacle avoidance.