Ontkoppelde padplanning voor mobiele manipulatoren: verkennend onderzoek via simulatie van een robot die een oppervlak aftast

Abstract

De onderzoeksgroep ACRO van KU Leuven doet onderzoek naar de sensorgebaseerde aansturing van mobiele manipulatoren ter ondersteuning van het ARCHER-project, dat de ontmanteling van nucleaire sites wil automatiseren. Dergelijke robots bieden vele mogelijkheden in industriële automatisering, maar zijn wegens een complexe besturing en gebruik van redundante vrijheidsgraden tot hiertoe weinig gebruikt. Daarom onderzoekt deze masterproef welke padplanningsmethoden bestaan die zowel het mobiel platform als de manipulator aansturen. Een praktische validatie in simulatie analyseert op welke manier een dergelijke methode toepasbaar is op de mobiele manipulator AMBER voor het scannen van een muur naar gesimuleerde radiologische bronnen. Een literatuurstudie zorgt voor kennis over bestaande padplanningsmethoden voor mobiele manipulatoren. Verder gebeurt de analyse van planners door simulaties, sensordataverwerking, mapping, lokalisatie en navigatie met behulp van het Robot Operating System dat zorgt voor de samenwerking tussen de simulatieomgeving Gazebo en de visualisatieomgeving RViz. Uit de literatuurstudie volgt dat een ontkoppelde methode die de basis (met A* en DWA) en de arm (met RRT-Connect) apart plant, beter toepasbaar is binnen de masterproef dan gecombineerde planners. Een robotmodel van AMBER laat toe om planners in simulatie te testen. Onzekerheid op de basislokalisatie hindert manipulatorplanning gebruik makend van de basispose. Dit resulteert in verdere ontkoppeling. De methode is bruikbaar voor scanopdrachten tot 3,5 m.