Az IMU egység egy gyorsulásmérő szenzorból, egy giroszkópból és (opcionálisan) egy magnetométerből álló mérőeszköz, ami lehetővé teszi a pozíció és az orientáció hozzávetőleges meghatározását.
Alkalmazási területeik rendkívül változatosak, a Bejczy Antal iRobottechnikai Központbeli felhasználásaik az utóbbi évekből magukban foglalták az orvosi eszközök (biopszia), lőfegyver csövének követését és viselhető eszközöket.
Az eszközök pontossága korlátozott: egyrészt a zajos gyorsulásérték kétszeres integrálásából származó drift miatt, másrészt az orientációszámításban is hibát okozhat a gyors mozgások során nehezen becsülhető függőleges irány és a mágneses zaj is, ami megnehezíti alkalmazásukat laboratóriumi (orvosi, műszaki) környezetben. Ezért napjainkig kutatás tárgyát képezik az alkalmazható szenzorfúziós módszerek (mint Madgwick, Mahony, Kalman, GMV-D, VQF szűrők, stb.)
A projekt célja olyan viselhető eszköz fejlesztés, amely lehetővé teszi a kéztartás és kézmozgás alapján egy mobil robot platform irányítását és a rajta lévő robotkar vezérlését (praktikusan a bal kéz a platform mozgatása, jobb kéz a robotkar és a rajta lévő megfogó). Hasonló eszközöket már használnak drónok irányítása során, lásd a lenti képet.
Témák a projektben:
- Eszközfejlesztés
– Kézre szerelhető eszköz (kesztyű) tervezése, amelyek egy-egy IMU-t tartalmaznak, így lehetővé teszik a kezek orientációjának és pozíciójának követését. Valamint a jobb kézen lehetséges a mutató és hüvelykujj távolságának követése, továbbá néhány általános célú gomb is elhelyezkedik. Az aktuális értékeket bluetooth-on kommunikálja.
– Megvizsgálni mennyire használható mobil robot platform irányítására. Tesztelje az elképzelést virtuális környezetben, a robotkar irányítást a laboratóriumban elérhető ipari robotkarokkal, a platform irányítását a meglévő PlatypOUs egységen.
– Megvizsgálni, mennyire használható az eszköz nagyobb sebességek, mágneses zavarás esetén.
(Szükséges ismeret: C++ programozási tapasztalat, valamint beágyazott rendszerek, eszközfejlesztés irányú érdeklődés.)
- Módszertani kutatás
– Kísérleti környezet létrehozása az IMU szenzorok (hardware és algoritmusok) szisztematikus vizsgálatához, a különbségeik bemutatásához.
– A legutóbb publikált szenzorfúziós eljárásokról összehasonlítást lehetővé tevő implementáció a publikációk és az open source implementációk alapján.
– Az eljárások összehasonlítása különböző mértékű zavarások (mozgás és mágneses) során, az eddigi alkalmazási környezeteknek megfelelően.
– Az eljárásokat integráló programcsomag közzé tétele github-on.
(Szükséges ismeret: C++ programozási tapasztalat, szűrési módszerek, szabályozástechnika irányú érdeklődés.)
Az érdeklődésnek, felmerülő ötleteknek megfelelően lehetséges módosítani a fenti pontokat.
A projekt során a Hallgatónak lehetősége lesz megismerkednie és bekapcsolódnia a Bejczy Antal iRobottechnikai Központban folyó kutatási feladatokkal.