Frontier-based průzkumný algoritmus: návrh, implementace a experimentální vyhodnocení

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a implementací frontier-based algoritmu pro autonomní průzkum neznámého prostředí mobilním robotem (UGV). Nejprve jsou představeny a popsány různé metody pro průzkum neznámého prostředí využívané v mobilní robotice, jako například algoritmy random walk (BM, LF), algoritmy využívající strategii sledování stěn a plánování pokrytí prostoru. V druhé kapitole popsán návrh vlastního algoritmu, jehož cílem je průzkum neznámého prostředí. Implementace byla provedena v prostředí ROS2, vizualizována v softwaru Rviz2 a otestována v simulátoru Gazebo. Výsledkem je funkční algoritmus, který umožňuje robotovi autonomně mapovat neznámý prostor na základě hranic mezi známými a neznámými oblastmi.

This bachelor's thesis deals with the design and implementation of a frontier-based algorithm for the autonomous exploration of an unknown environment by a mobile robot (UGV). First, various methods for exploring unknown environments used in mobile robotics are introduced and described, such as random walk algorithms (BM, LF), algorithms using wall tracking strategy and space coverage planning. The second chapter describes the design of my own algorithm, the goal of which is the exploration of an unknown environment. The implementation was carried out in the ROS2 environment, visualized in the Rviz2 software and tested in the Gazebo simulator. The result is a functional algorithm that allows the robot to autonomously map an unknown space based on the boundaries between known and unknown areas.