Utvikling av autonomt system på landbasert plattform - GPS-uavhengig navigering i trange miljøer

Abstract

I den teknologiske utviklingen er det et større fokus på hvordan autonome systemer fungerer enn tidligere. Forsvaret har økt sin satsing innen autonomi som endrer måten operasjoner planlegges og gjennomføres på. Med bakgrunn i denne utviklingen forsøker oppgaven å gi en større forståelse rundt hvordan et konkret autonomt system kan fungere. Gjennom arbeidet av plattformen er det forsøkt å videreføre modulariteten i konstruksjonen, ved å gi en enkel og oversiktlig enhet å jobbe med. Etter anbefaling fra plattformens utviklere ble motorkontrollene erstattet med en mer robust type. Det er også fjernet moduler fra PLS og ultralyd-baserte avstandsmålere som ble overflødige, grunnet oppgradering av sensorpakken. Disse ble erstattet med en Lidar som brukes til hurtig skanning av plattformens miljø. Raspberry Pi, PLS og ROS er brukt som styrings – og kommunikasjonsenheter. ROS er en linuxbasert programvare for utvikling av software til roboter. Videre er plattformen utvidet på hardwaresiden med en Arduino, som primært benyttes gjennom puls bredde modulasjon for å styre motorene. Disse motorkontrollsignalene blir sendt via programmeringsspråket Node-Red som fungerer som et bindeledd mellom plattformens ulike enheter. Det implementerte Lidar systemet er kompatibelt med en rekke programmeringsspråk. Etter flere vurderinger av ulike språk falt valget på Python, da det er et utbredt programmeringsspråk som er lett å integrere i ROS. Siden oppstarten av bachelorperioden, har tanken vært å bruke systemer som brukes i utdannelsen ved Sjøkrigsskolen. Gjennom arbeidsprosessen har det blitt identifisert flere områder hvor plattformen kan videreutvikles. Det har vært en prioritet å begrense bruken av ukjente programmeringsspråk, slik at fokuset kan legges på integreringen av nye komponenter. Plattformen kan styres på tre ulike måter, gjennom Dualshock PS4 kontroller, gjennom PLS og via ROS. Dette gjør at brukere har mulighet til selv å kunne velge hvordan plattformen skal komme seg fra A til B, og åpner muligheten til å utvide systemet fra forskjellige innfallsvinkler. Oppgaven tar utgangspunkt i Sheridan og Verplank (Hareide, 2018) sin rangering av hvor autonomt et system er, i den hensikt å få et bilde over hva som kreves i et autonomt system. Datamaskinen utfører plattformens handlinger automatisk, og informerer brukeren i etterkant om hva den har gjort. Oppgaven har lyktes med å få plattformen til å kjøre autonomt innendørs. Muligheten til å kjøre autonomt utendørs med GPS-støtte ble også undersøkt. Navio2 anses å ha relevant sensorpakke og brukersystem for videreutvikling av plattformen.