Автоматизована система визначення положення мобільного робота

Abstract

У роботі проведено аналіз сучасних методів позиціонування, зокрема одометричних, інерціальних та сенсорних, а також досліджено особливості їх застосування в умовах обмеженого середовища. Обґрунтовано доцільність використання комбінованого підходу до визначення положення мобільного робота, що базується на об’єднанні даних від енкодерів, гіроскопа та датчиків відстані. Розроблено структуру системи визначення положення та алгоритм її функціонування, який забезпечує інтеграцію інформації від різних сенсорів та підвищення точності позиціонування. Виконано проєктування апаратної частини мобільного робота, що включає вибір мікроконтролера, сенсорів та виконавчих елементів. Запропоновано функціональну структуру системи керування та обґрунтовано вибір основних компонентів. Практичне значення роботи полягає у можливості використання розробленої системи для створення мобільних роботів, здатних до автономної навігації в умовах невизначеного середовища.

The paper analyzes modern positioning methods, in particular odometric, inertial, and sensor-based approaches, and investigates the features of their application in constrained environments. The feasibility of using a combined approach to determining the position of a mobile robot, based on the integration of data from encoders, a gyroscope, and distance sensors, is substantiated. The structure of the positioning system and its operating algorithm are developed, ensuring the integration of information from various sensors and improving positioning accuracy. The hardware design of the mobile robot has been carried out, including the selection of a microcontroller, sensors, and actuators. A functional structure of the control system is proposed, and the choice of the main components is justified. The practical significance of the work lies in the possibility of using the developed system for creating mobile robots capable of autonomous navigation in uncertain environments.