Entwicklung und Erprobung einer Multi-Roboter-Steuerung für den Aufbau eines Roboterschwarms - Ole Schönherr (2023)
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines zuverlässig und präzise fahrenden PIA Roboters und dessen Ansteuerung. Im Zuge dessen wird das bestehende System analysiert und ein verbessertes Systemdesign, neue Schaltpläne und eine neues PCB-Design für den Einsatz des neuen Microcontrollers ESP32 und der beiden Motorcontroller vom Typ Baby Orangutan erstellt. Um mehrere Roboter komfortabel auf einem einheitlichen Firmware-Stand zu halten, werden Over-the-Air-Funktionalitäten für den ESP32 sowie für die beiden Motorcontroller umgesetzt. Die Softwareänderungen, welche bedingt durch die neue Hardware benötigt werden, werden erläutert und Verbesserungen der Bestandsfunktionen vorgestellt. Neben einer Vorsteuerung für Motordrehzahlen wird auch ein weiterer Regelkreis implementiert, welcher die Roboterorientierung mittels einer inertialen Messeinheit stabilisiert. Die bestehenden Protokolle werden dahingehend angepasst, dass mehrere Roboter individuell angesteuert werden können. Dies bildet die Grundlage zum Aufbau eines Roboterschwarms. Abschließend wird ein Algorithmus vorgestellt, welcher mittels ArUco-Marker einen anderen Roboter identifizieren, um anschließend an ihm anzudocken. Die so verbunden Roboter können eine Formationsfahrt vollziehen, ohne sich relativ zueinander zu bewegen.
Keywords: ArUco; ISP-Programmierung; Fernwartung; Roboterschwarm