Menekítő mobilrobot hardveres és szoftveres tervezése és megépítése

Abstract

A szakdolgozat egy autonóm mentőrobot teljes körű hardveres és szoftveres fejlesztését mutatja be. A projekt célja egy olyan kompakt mobil robot létrehozása volt, amely képes önállóan navigálni egy kijelölt útvonalon, felismerni és kikerülni az akadályokat, valamint azonosítani és kimenteni a mentési zónában található áldozatokat. A robot mechanikai vázát Solid Edge szoftverben terveztem és 3D nyomtatással valósítottam meg, nagy hangsúlyt fektetve a stabilitásra és a súlypont optimalizálására. A vezérlőrendszer alapját egy Arduino Mega 2560 mikrovezérlő és egy OpenMV H7 intelligens kamera alkotja, amelyek között stabil UART kommunikációt építettem ki. A szoftveres fejlesztés során a hagyományos pontszerű érzékelés helyett egy saját fejlesztésű, irányvektor-alapú vonalkövető algoritmust implementáltam, amely a kamera teljes képét elemzi a legnagyobbb egybefüggő vonalszakasz alapján. A robot működését egy többszintű állapotgép vezérli, amely integrálja a vonalkövetést, a ToF lézeres szenzorral végzett akadálykerülést, valamint a kördetektáláson és színfelismerésen alapuló áldozatmentést. A fejlesztés eredményességét négy különböző nehézségű tesztpályán vizsgáltam. A teszteredmények igazolták, hogy a kamerás vektoros navigáció és a szenzorfúziós rendszer kiemelkedő megbízhatóságot és áldozatfelismerést tesz lehetővé még nehéz környezetben is.