Vývoj autonomní mobilní platformy pro přepravu nákladů

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a implementací systému autonomní navigace pro robotické platformy s důrazem na integraci teoretických metod, softwarových nástrojů a hardwarových řešení v průmyslovém prostředí. Cílem je vyvinout efektivní a ekonomicky dostupná navigační řešení, která překonávají omezení stávajících přístupů, jako je tradiční sledování čáry. Práce zahrnuje podrobné odvození matematických principů algoritmů, jako jsou například prediktivní řízení, Pure Pursuit, spojování LIDARových skenů či shlukování dat, které řeší dílčí úlohy regulace trajektorie a detekce objektů. Dále je analyzována architektura frameworku ROS2 a jeho navigační knihovny Nav2, konkrétně algoritmy lokalizace a generování trajektorií, jež tvoří základ softwarové implementace. Hardwarová část popisuje senzory Leuze a strukturu řešení čtyř prototypů s různými podvozky, včetně jejich bezpečnostního zajištění pomocí LIDARů. Navržené metody byly ověřeny simulací v prostředí Gazebo, kde byly testovány scénáře autonomní navigace, pohybu po virtuálních drahách a pohyb v realistickém modelu skladové haly. Praktická aplikace teoretických poznatků je demonstrována funkčním modulárním systémem schopným řešit navigační úlohy. Výsledky nasazení na čtyřech různých platformách ukazují, že navržený systém nabízí robustní a flexibilní řešení, které lze dále rozšiřovat. Práce tak slouží jako metodický návod, přehled nezbytných komponent a zdroj inspirace pro návrh vlastního průmyslového robota postaveného na frameworku ROS2, čímž přispívá k rozvoji autonomní robotiky jak uceleným a shrnutým teoretickým základem, tak praktickými podněty pro další aplikace.