Nawigacja sześcionożnym robotem kroczącym Elkapod w ROS2

Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie i opracowanie zaawansowanego systemu nawigacji dla robota kroczącego, zdolnego do autonomicznego poruszania się w nieznanych pomieszczeniach. Nawigacja tego typu robotów stanowi istotne wyzwanie ze względu na specyfikę ich kinematyki oraz zwiększone wymagania dotyczące percepcji otoczenia. Opracowywanie rozwiązania podzielono na dwa etapy. Pierwszy z nich dotyczy reprezentacji oraz percepcji otoczenia robota z wykorzystaniem czujnika LiDAR 3D i obejmuje zagadnienia między innymi odometrii oraz jednoczesnej lokalizacji i mapowania. Drugi etap skupia się na wykorzystaniu zgromadzonych danych środowiskowych do planowania oraz realizacji ścieżki prowadzącej do zadanego celu. W ramach pracy zaimplementowano autorski kontroler odpowiedzialny za egzekwowanie wyznaczonej trajektorii, uwzględniający ograniczenia kinematyczne robota kroczącego. System nawigacji został zintegrowany w środowisku ROS 2, zapewniając współpracę modułów percepcji, planowania i sterowania. Proces projektowania, implementacji oraz konfiguracji przeprowadzono w dostarczonym środowisku symulacyjnym. Do realizacji zadań związanych z percepcją otoczenia wykorzystano pakiet RTAB-Map, natomiast do planowania i realizacji nawigacji zastosowano pakiet Nav2. Poprawność działania opracowanego systemu zweryfikowano poprzez serię eksperymentów symulacyjnych. Badania obejmowały analizę działania systemu percepcji otoczenia, w szczególności wpływu doboru parametrów algorytmu ICP na jakość estymacji odometrii, porównanie różnych źródeł odometrii oraz ocenę jakości konstruowanej mapy środowiska. Dodatkowo przeprowadzono testy systemu nawigacji w środowiskach o zróżnicowanym stopniu skomplikowania, pozwalające ocenić skuteczność planowania i realizacji trajektorii. Uzyskane wyniki umożliwiły ocenę jakości działania całego systemu oraz analizę jego obciążenia obliczeniowego, stanowiąc podstawę do dalszych prac nad doborem docelowej platformy sprzętowej robota.

1. D. Baraniak
   Nawigacja sześcionożnym robotem kroczącym Elkapod w ROS2
   Bachelor’s thesis, IAiIS, 2026
   Tutor: Dawid Seredyński
   [ BIB | URL ]

   @mastersthesis{dbaraniak-bsc-26-twiki,
     author = {Baraniak, Damian},
     school = {WEiTI},
     title = {{Nawigacja sześcionożnym robotem kroczącym Elkapod w ROS2}},
     year = {2026},
     type = {Bachelor's thesis},
     lang = {pl},
     organization = {IAiIS},
     publisher = {IAiIS},
     tutor = {Dawid Seredyński},
     robots = {elkapod},
     twiki = {bsc},
     url = {https://gitlab-stud.elka.pw.edu.pl/robotyka/rpmpg_pubs_ev/-/raw/main/student-theses/dbaraniak-bsc-26-twiki.pdf}
   }