Návrh robotické platformy pro testování lokalizačních systémů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací modulární robotické platformy určené pro testování vnitřních lokalizačních systémů. Motivací je překonání omezení současných metod, jako je manuální testování nebo testování na kolejích, které postrádají opakovatelnost, flexibilitu nebo automatizaci. Navržená platforma je kompaktní, vybavená Mecanum koly umožňujícími všesměrový pohyb a otáčení na místě. Napájena je z baterií, umožňuje připojení testovacích zařízení přes Ethernet a poskytuje vizuální indikaci stavu a směru pohybu. Řídicí systém je dvouvrstvý: nízkoúrovňové řízení zajišťuje mikrokontrolér Teensy 4.1, zatímco vysokoúrovňové řízení, které běží na počítači kompatibilním s ROS2, zajišťuje plánování trajektorie a sledování čáry. Softwarové vybavení umožňuje jak sekvenční pohyb podle předem definované trasy, tak sledování čáry pomocí zpracování obrazu. Výsledný prototyp splňuje všechny mechanické, elektrické i softwarové požadavky a slouží jako flexibilní testovací platforma pro různé lokalizační systémy.

This thesis presents the design and implementation of a modular robotic platform intended for testing indoor localization systems. The motivation stems from the limitations of current manual or rail-based testing methods, which lack repeatability, flexibility, and automation. The proposed solution features a compact, omnidirectional platform equipped with Mecanum wheels, enabling free movement and in-place rotation. The platform is battery-powered, supports payloads via a standard Ethernet interface, and includes visual indicators for state and motion feedback. A dual-layer control system is implemented: low-level control on a Teensy 4.1 microcontroller managing real-time motor operations, and high-level control on a ROS2~compatible computer handling trajectory planning and line following. The software infrastructure allows for sequenced movement execution and visual line tracking via image processing. The prototype meets all mechanical, electrical, and software requirements and serves as a flexible testbed for various localization payloads.