Diplomová práce se zabývá řešením problému návrhu a konstrukce mobilního robota, který má čtyři nohy. Práce také řeší problematiku kompletního softwarové platformy pro řízení tohoto robota. Je zhotoven funkční model s názvem EQR (Explorer Quadruped Robot), který je osazen kamerou pro zobrazení obrazu prostoru, ve kterém se pohybuje zpět k uživateli a díky své senzorice je schopen se autonomně pohybovat v předem definovaném prostoru a provádět detekce překážek v okolí.
Anotace v angličtině
The diploma thesis focuses on the design and construction of a mobile robot with four legs. The thesis also investigates the problem of a complete software platform for controlling this robot. A working model of the robot called EQR (Explorer Quadruped Robot) is made, which is equipped with a camera to display an image of the space in which it moves back to the user and due to its sensors it is able to move autonomously in a predefined space and perform obstacle detection in the environment.
Klíčová slova
Čtyřnohé roboty, design a konstrukce, mobilní roboty, kinematika čtyřnohých robotů, senzory, 3D tisk
Klíčová slova v angličtině
Four-legged robots, design and construction, mobile robots, kinematics of four-legged robots, sensors, 3D printing
Rozsah průvodní práce
120 s. (91 816 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Diplomová práce se zabývá řešením problému návrhu a konstrukce mobilního robota, který má čtyři nohy. Práce také řeší problematiku kompletního softwarové platformy pro řízení tohoto robota. Je zhotoven funkční model s názvem EQR (Explorer Quadruped Robot), který je osazen kamerou pro zobrazení obrazu prostoru, ve kterém se pohybuje zpět k uživateli a díky své senzorice je schopen se autonomně pohybovat v předem definovaném prostoru a provádět detekce překážek v okolí.
Anotace v angličtině
The diploma thesis focuses on the design and construction of a mobile robot with four legs. The thesis also investigates the problem of a complete software platform for controlling this robot. A working model of the robot called EQR (Explorer Quadruped Robot) is made, which is equipped with a camera to display an image of the space in which it moves back to the user and due to its sensors it is able to move autonomously in a predefined space and perform obstacle detection in the environment.
Klíčová slova
Čtyřnohé roboty, design a konstrukce, mobilní roboty, kinematika čtyřnohých robotů, senzory, 3D tisk
Klíčová slova v angličtině
Four-legged robots, design and construction, mobile robots, kinematics of four-legged robots, sensors, 3D printing
Zásady pro vypracování
Cílem práce je návrh a konstrukce průzkumného čtyřnohého mobilního robota, který bude provádět standardní pohybové úkony, bude schopen provádět detekce v okolí a bude schopen provádět pohyb v definovaném prostoru.
V teoretické části diplomové práce bude student zkoumat současné přístupy a technologie v oblasti mobilní robotiky, se zaměřením na čtyřnohé roboty a jejich aplikace v průzkumných misích. Klíčovou pozornost bude věnovat stávajícím kinematickým modelům, mechanismům pohybu a metodám pro autonomní nebo řízenou navigaci. Dále se bude věnovat analýze senzorických systémů používaných pro detekci prostředí, měření vzdálenosti a jejich využití k navigaci. Teoretická část bude také zahrnovat stručné srovnání již existujících průzkumných robotických platforem, identifikaci jejich klíčových vlastností, výhod a omezení.
Praktická část práce se zaměří na konstrukční návrh, volbu vhodných materiálů, komponent a senzorů, a samotnou realizaci konstrukce čtyřnohého robota. Dále se práce bude věnovat vývoji softwarové platformy, která bude řídit pohyb robota, zpracovávat data ze senzorů a implementovat algoritmy pro navigaci a průzkum. Následně student provede experimentální ověření a analýzu schopností robota v různých scénářích. Výsledkem práce bude funkcionalita prototypu, jeho testování a technická dokumentace, spolu s diskuzí o dosažených výsledcích a možných směrech budoucího vývoje.
Zásady pro vypracování
Cílem práce je návrh a konstrukce průzkumného čtyřnohého mobilního robota, který bude provádět standardní pohybové úkony, bude schopen provádět detekce v okolí a bude schopen provádět pohyb v definovaném prostoru.
V teoretické části diplomové práce bude student zkoumat současné přístupy a technologie v oblasti mobilní robotiky, se zaměřením na čtyřnohé roboty a jejich aplikace v průzkumných misích. Klíčovou pozornost bude věnovat stávajícím kinematickým modelům, mechanismům pohybu a metodám pro autonomní nebo řízenou navigaci. Dále se bude věnovat analýze senzorických systémů používaných pro detekci prostředí, měření vzdálenosti a jejich využití k navigaci. Teoretická část bude také zahrnovat stručné srovnání již existujících průzkumných robotických platforem, identifikaci jejich klíčových vlastností, výhod a omezení.
Praktická část práce se zaměří na konstrukční návrh, volbu vhodných materiálů, komponent a senzorů, a samotnou realizaci konstrukce čtyřnohého robota. Dále se práce bude věnovat vývoji softwarové platformy, která bude řídit pohyb robota, zpracovávat data ze senzorů a implementovat algoritmy pro navigaci a průzkum. Následně student provede experimentální ověření a analýzu schopností robota v různých scénářích. Výsledkem práce bude funkcionalita prototypu, jeho testování a technická dokumentace, spolu s diskuzí o dosažených výsledcích a možných směrech budoucího vývoje.
Seznam doporučené literatury
ONZALEZ, Rafael C. a Richard E. WOODS. Digital image processing. Fourth edition. New York: Pearson, [2018]. ISBN 978-013-3356-724.
Diplomová práce se zabývá návrhem a konstrukcí čtyřnohého mobilního robota pro průzkum, který je označován jako EQR - Explorer Quadruped Robot. Práce řeší nejen problematiku konstrukce robota, ale také vývoj kompletní softwarové platformy pro jeho řízení. Robot je vybaven kamerou pro zobrazení obrazu prostoru, ve kterém se pohybuje, a díky zpracování obrazu a informaci za senzoru vzdálenosti je schopen autonomně detektovat a vyhýbat se překážkám pře ním. Výsledkem práce je funkční prototyp robota, který demonstruje možnosti použití miniaturního počítače Raspberry Pi 4 Model B v oblasti robotiky. Cíle diplomové práce byly splněny.