Υλοποίηση ελεγκτών εμπέδησης και κατασκευή συστήματος συνεργαζόμενων ρομπότ

Χρυσάφης, Γεώργιος; Chrysafis, Georgios

dc.contributor.author	Χρυσάφης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Chrysafis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2022-02-02T14:00:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54533
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22231
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ρομποτική	el
dc.subject	ROS	el
dc.subject	Gazebo	el
dc.subject	Έλεγχος Δύναμης	el
dc.subject	Συνεργατικά Ρομπότ	el
dc.subject	Robotics	en
dc.subject	ROS	en
dc.subject	Gazebo	en
dc.subject	Force Control	en
dc.subject	Cooperative Robots	en
dc.title	Υλοποίηση ελεγκτών εμπέδησης και κατασκευή συστήματος συνεργαζόμενων ρομπότ	el
dc.title	Implementation of an impedance controller and a system of cooperative robots	en
dc.contributor.department	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Συστήματα Αυτοματισμού”	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.dateAvailable	2023-02-01T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-05
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος, το οποίο αποτελείται από 3 ρομπότ, με στόχο τη μεταφορά ογκώδους αντικειμένου σε ένα εσωτερικό περιβάλλον εργασίας. Πιο αναλυτικά, το σύστημα θα αποτελείται από ένα ρομπότ - οδηγό και δύο ρομπότ - ακολούθους, οι οποίοι θα πρέπει να προσαρμόζονται πλήρως στις κινήσεις του οδηγού. Το ρομπότ - οδηγός προορίζεται να δρα και να κινείται αυτόνομα εντός του χώρου εργασίας μέσω ενός συστήματος ελέγχου τύπου PID σε μια προσπάθεια να προσομοιαστεί η ανθρώπινη παρουσία στο χώρο. Από την άλλη, οι δύο ακόλουθοι θα πρέπει να συμμορφώνονται στις κινήσεις του οδηγού και να ακολουθούν την τροχιά του, μέσω ενός κατάλληλου βρόχου ελέγχου δύναμης (και πιο συγκεκριμένα ελέγχου εμπέδησης) που υλοποιήθηκε. Και οι 3 ρομποτικοί πράκτορες μεταφέρουν το φορτίο - αντικείμενο, τη στιγμή που τα τελικά εργαλεία δράσης τους είναι άκαμπτα προσαρτημένα σε αυτό. Κατά αυτόν τον τρόπο, το σύστημα πλέον αποτελεί μία κλειστή κινηματική αλυσίδα με άμεση συνέπεια να υπεισέρχονται επιπλέον κινηματικοί περιορισμοί σε αυτό. Όσον αφορά το κομμάτι του λογισμικού, το σύστημα στο σύνολό του αναπτύσσεται στο Robot Operating System (ROS), ενός πλαισίου ανοιχτού κώδικα ιδανικού για την ανάπτυξη ρομποτικών εφαρμογών. Το ROS είναι μια συλλογή πακέτων λογισμικού που στο χαμηλότερο επίπεδο προσφέρουν μια διεπαφή μετάδοσης μηνυμάτων μεταξύ διαφορετικών διεργασιών. Επιπλέον, παρέχει ένα σύνολο εργαλείων για την περιγραφή και τη μοντελοποίηση των ρομποτικών κατασκευών, έτσι ώστε να γίνει κατανοητή από το υπόλοιπο οικοσύστημα. Αυτό το πρότυπο για την περιγραφή κινηματικών αλυσίδων ονομάζεται URDF (Unified Robot Description Format) και αποτελείται από αρχεία σε XML κωδικοποίηση με τη δομή και τις φυσικές ιδιότητες του ρομπότ. Τέλος, το ROS παρέχει κατάλληλες διεπαφές επικοινωνίας του υλικού με τους υλοποιημένους ελεγκτές και έτσι δύναται να σταλούν, καθώς και να ληφθούν εντολές από το ρομπότ. Τέλος, για την υποστήριξη του ROS χρησιμοποιείται το λειτουργικό σύστημα Linux και η γλώσσα προγραμματισμού C++. Εν κατακλείδι, αξίζει να αναφερθεί ότι το προαναφερθέν σενάριο υλοποιείται σε ένα τρισδιάστατο περιβάλλον γραφικής προσομοίωσης, το Gazebo. To Gazebo αποτελεί το πιο διαδομένο ανοιχτού κώδικα περιβάλλον προσομοίωσης, προσανατολισμένο ειδικά για ρομποτικές εφαρμογές, ενώ περιλαμβάνει ενσωματωμένη μηχανή γραφικών.	el
heal.abstract	This diploma thesis deals with the development of an integrated system, which consists of 3 robots, with the aim of transporting a large rigid object in an internal workspace environment. More specifically, the system consists of a robot - leader and two robots - followers, which should be capable of being fully adapted to the movements of the leader. The driver robot is intended to act and move autonomously within the workplace through a PID control scheme in an attempt to simulate a human presence. On the other hand, the two followers must comply with the driver's movements and follow his trajectory, through a suitable force control scheme (and more specifically impedance control) which is implemented. All 3 robotic agents carry a single payload - object and their end effector tools are rigidly attached to it. In this way, the system is considered a closed kinematic chain with the consequence of additional kinematic constraints to its movement. As far as the software part is concerned, the complete system is implemented on Robot Operating System (ROS), an open source framework ideal for developing robotic applications. ROS is a collection of software frameworks and packages, which at the lowest level offer a message passing interface that provides inter - process communication. Moreover, ROS provides a set of tools for describing and modeling the robotic agents, so that it can communicate and be understood by the rest of the ecosystem. This format for describing kinematic chains is called URDF (Unified Robot Description Format), which consists of XML documents with the structure and physical properties of the robot. Finally, ROS provides appropriate hardware interfaces in conjunction with built-in or custom made ROS controllers to send and receive commands to the robot. Finally, the operating system and the programming language that are used are Linux and C++ respectively. In conclusion, it is worth mentioning that the above scenario is simulated on a 3D graphical simulation environment, Gazebo. Gazebo is the most widely used open source simulation environment, specifically oriented to robotic applications with a built-in graphics and physics engine.	en
heal.advisorName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Παπαλάμπρου, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false