Kinematische modellering en sensorgebaseerde aansturing van een outdoor mobiele robot met centraal scharniergewricht

Abstract

ACRO te Diepenbeek voert onderzoek naar automatisatie, computer visie en robotica. Het ACROFRUIT-project onderzoekt de mogelijkheden van mobiele platformen in boomgaarden omdat seizoenarbeiders schaars worden. Het ACROFRUIT-project gebruikt een outdoor mobiel platform dat niet is uitgerust met sensoren. Het doel van deze opdracht is het ombouwen en uitwerken van dit platform tot een voertuig dat autonoom rijdt van een begin- naar een eindpositie.

Aan de hand van literatuur en eigen onderzoek is in een eerste stap het kinematisch model opgesteld van het voertuig. Dit bevat een specifieke combinatie van een kniksturing en een differentiële aandrijving. Het model werd vervolgens getest en geverifieerd met behulp van een zelfgeschreven Go softwaresimulatie, waarin ook een lokale padplanner is verwerkt.

Vervolgens is de montage en software-integratie gerealiseerd van vier verschillende soorten sensoren. Deze sensoren geven feedback over zowel de toestand van het voertuig alsook over de omgeving. Tot slot is met behulp van het ROS-framework een totale voertuigsimulatie gemaakt. Deze geeft commando’s over de snelheid en stuurhoek door aan het werkelijke voertuig via een PLC.

De tests, waarbij het voertuig rijdt van een begin- naar een eindpositie, tonen aan dat er een afwijking is van 11 centimeter tussen de GNSS gemeten positie en de software voorspelde positie. Toekomstige verdere sensorfusie met RTK en LiDAR kan dit wegwerken. Daarnaast kunnen mechanische aanpassingen, waaronder aan de aandrijving, betere resultaten voortbrengen.