Řízení jízdy všesměrového podvozku mobilního robotu

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a implementací metody řízení pohybu všesměrového mobilního robotu s konstrukcí podvozku, jehož kola se otáčejí ve svislé ose. Navržená metoda se skládá ze dvou částí. V první části je naplánována trajektorie od počátečního do cílového stavu s využitím algoritmu Hybrid A*. Ve druhé části je tato trajektorie sledována s využitím metody nelineárního prediktivního řízení. Hlavním cílem nelineárního prediktivního řízení je dosáhnout plynulé změny akčních zásahů a přesné dosažení cílové pozice. Navržený systém byl otestován v simulačním prostředí a následně ověřen na reálném robotu. Výsledky prokázaly, že navržená metoda umožňuje plynulý pohyb robotu z počátečního do cílového stavu s využitím manévrovatelnosti všesměrového podvozku, jehož kola se otáčejí ve svislé ose.

This bachelors thesis focuses on the design and implementation of a motion control method for an omnidirectional mobile robot with a chassis whose wheels can rotate around a vertical axis. The proposed method consists of two parts. In the first part, a trajectory from the initial to the goal state is planned using the Hybrid A* algorithm. In the second part, this trajectory is followed using a nonlinear model predictive control (NMPC) method. The main goal of the nonlinear predictive control is to ensure smooth changes in control inputs and precise arrival at the goal position. The proposed system was tested in a simulation environment and then verified on a real robot. The results showed that the method allows the robot to move smoothly from the initial to the goal state while taking advantage of the maneuverability of the omnidirectional chassis with wheels rotating around a vertical axis.