Cílem této diplomové práce je navrhnout alternativní architekturu mobilního robotu pro ultrazvukovou diagnostiku svarů potrubí. Robot by se měl pohybovat po potrubí z feromagnetického materiálu a sledovat svar, který bude zvýrazněn barevnou čarou kontrastní k barvě potrubí. Informace z okolního prostředí by měly být získávány pouze pomocí kamery umístěné na těle robotu, čili není uvažovaný žádný navigační systém, který by zařízení dodával informace o jeho aktuální poloze a natočení vzhledem k nějakému neměnnému (světovému) souřadnému systému.
Anotace v angličtině
This thesis aims to propose an alternative architecture of a mobile robot for an ultrasonic diagnosis of pipeline welds. The robot should move on the surface of the pipeline made of a ferromagnetic material and follow the weld, which will be highlighted by a color contrasting to the color of the pipeline. Information from the environment should be obtained only by a camera mounted on the robot body; thus, it is not considered any navigation system that should provide any information about robot´s current position and rotation with respect to the world coordinate system.
mobile wheeled robot, osculating circle, PD controller, homogenous transformation matrix, vision-based feedback, computer vision, RGB color model, HSV color model, thresholding
Rozsah průvodní práce
82 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem této diplomové práce je navrhnout alternativní architekturu mobilního robotu pro ultrazvukovou diagnostiku svarů potrubí. Robot by se měl pohybovat po potrubí z feromagnetického materiálu a sledovat svar, který bude zvýrazněn barevnou čarou kontrastní k barvě potrubí. Informace z okolního prostředí by měly být získávány pouze pomocí kamery umístěné na těle robotu, čili není uvažovaný žádný navigační systém, který by zařízení dodával informace o jeho aktuální poloze a natočení vzhledem k nějakému neměnnému (světovému) souřadnému systému.
Anotace v angličtině
This thesis aims to propose an alternative architecture of a mobile robot for an ultrasonic diagnosis of pipeline welds. The robot should move on the surface of the pipeline made of a ferromagnetic material and follow the weld, which will be highlighted by a color contrasting to the color of the pipeline. Information from the environment should be obtained only by a camera mounted on the robot body; thus, it is not considered any navigation system that should provide any information about robot´s current position and rotation with respect to the world coordinate system.
mobile wheeled robot, osculating circle, PD controller, homogenous transformation matrix, vision-based feedback, computer vision, RGB color model, HSV color model, thresholding
Zásady pro vypracování
Seznamte se se stávajícími konstrukcemi mobilních robotů (manipulátorů) pro účely ultrazvukové diagnostiky svarů potrubních systémů.
Navrhněte alternativní konstrukci mobilního robotu s magnetickými koly pro účely ultrazvukové diagnostiky feromagnetických potrubních systémů. Základní požadavek je sledování trajektorie speciálně vyznačené na potrubí a určení polohy robotu podle značek na potrubí.
Vytvořte podrobný matematický model mobilního robotu v prostředí Matlab/Simulink/Simscape(SimMechanics).
Navrhněte řídicí systém navrženého robotu a ověřte jeho funkčnost metodou simulace.
V případě možnosti ověřte některé vlastnosti navrženého řízení na prototypovém zařízení.
Zásady pro vypracování
Seznamte se se stávajícími konstrukcemi mobilních robotů (manipulátorů) pro účely ultrazvukové diagnostiky svarů potrubních systémů.
Navrhněte alternativní konstrukci mobilního robotu s magnetickými koly pro účely ultrazvukové diagnostiky feromagnetických potrubních systémů. Základní požadavek je sledování trajektorie speciálně vyznačené na potrubí a určení polohy robotu podle značek na potrubí.
Vytvořte podrobný matematický model mobilního robotu v prostředí Matlab/Simulink/Simscape(SimMechanics).
Navrhněte řídicí systém navrženého robotu a ověřte jeho funkčnost metodou simulace.
V případě možnosti ověřte některé vlastnosti navrženého řízení na prototypovém zařízení.
Seznam doporučené literatury
A. De Luca, G. Oriolo, and M. Vendittelli, Control of wheeled mobile robots: An experimental overview, Springer-Verlag, 2001
L. Sciavicco, B. Siciliano, Modelling and control of Robot Manipulators, Springer, 2005
R. Grepl, Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics, BEN, 2007
Seznam doporučené literatury
A. De Luca, G. Oriolo, and M. Vendittelli, Control of wheeled mobile robots: An experimental overview, Springer-Verlag, 2001
L. Sciavicco, B. Siciliano, Modelling and control of Robot Manipulators, Springer, 2005
R. Grepl, Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics, BEN, 2007