article in PDF format - Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW
2(98)/2014
Wojciech Moczulski1, Wojciech Skarka1, Marek Adamczyk1, Marcin Januszka1,
Daniel Pająk1, Wawrzyniec Panfil1, Piotr Przystałka1, Mirosław Targosz1, Marek
Wyleżoł1, Tomasz Giesko2, Jordan Mężyk2, Wojciech Mizak2
GRUPA WIELOZADANIOWYCH ROBOTÓW MOBILNYCH DO
ZASTOSOWAŃ SPECJALNYCH
1. Wstęp
Wiele zadań realizowanych współcześnie przez wyspecjalizowane służby
związanych jest z dozorowaniem obszarów otwartych i zamkniętych, wykrywaniem
skażeń w atmosferze i gruncie, czy też monitorowaniem rozwoju sytuacji w obszarze
objętym katastrofą lub klęską żywiołową. Zadania te mogą być wykonywane z użyciem
wyspecjalizowanych robotów, realizujących daną misję grupowo [1, 2, 3, 4]. Propozycją
zespołu autorskiego jest grupa robotów mobilnych przeznaczonych do inspekcji
obszarów otwartych i zamkniętych. Grupa składa się z trzech różnych robotów: robot
transportowy „Transporter”, zaawansowany robot inspekcyjny „Explorer” oraz robot
wywiadowczy „Pathfinder”.
„Transporter” służy głównie do transportowania robotów „Pathfinder” do miejsca
ich działania. Jest także wyposażony w manipulator, który umożliwia podejmowanie
obiektów o niewielkiej masie oraz ich załadunek do kosza transportowego.
Robot „Explorer” może być wyposażany w różne układy czujników (np. czujniki
dymu, gazów, czujniki temperatury), a także w kamery wizyjne i termowizyjne.
Szczególnym układem wykonawczym tego robota jest mechatroniczny układ do
pobierania próbek gleby. Dzięki takiemu wyposażeniu „Explorer” może podejmować
misje wymagające dużego zasięgu działania, a także gromadzić dane i próbki gruntu.
Zupełnie innym robotem jest „Pathfinder”. Charakteryzuje się on małą masą oraz
dużą mobilnością w terenie. Wyposażony jest w kamerę wraz z oświetlaczem, mikrofon
oraz głośnik do kontaktu z ew. poszkodowanymi, a także czujniki podczerwieni do
wykrywania przeszkód. Jego szczególną cechą jest niski koszt wykonania, dzięki czemu
można go wykorzystywać w misjach z zagrożeniem jego utraty lub zniszczenia
Pomiędzy poszczególnymi robotami oraz operatorem zapewniona jest komunikacja
bezprzewodowa. Odpowiedni interfejs ułatwia operatorowi odbiór danych i obrazów, a
także umożliwia sterowanie poszczególnymi robotami.
Grupa robotów została wykonana w ramach współpracy Instytutu Podstaw
Konstrukcji Maszyn Politechniki Śląskiej z Instytutem Technologii Eksploatacji Państwowym Instytutem Badawczym w Radomiu w ramach zadania „Wielozadaniowe
Prof. dr hab. Wojciech Moczulski, dr hab. inż. Wojciech Skarka, prof. w Pol. Śl., dr hab. inż. Marek Wyleżoł,
dr. inż. Wawrzyniec Panfil, dr. inż. Piotr Przystałka, dr. inż. Marcin Januszka, mgr inż. Marek Adamczyk,
mgr inż. Mirosław Targosz, mgr inż. Daniel Pająk - Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki
Śląskiej
2
dr inż. Tomasz Giesko, dr inż. Jordan Mężyk, mgr inż. Wojciech Mizak - Instytut Technologii Eksploatacji –
Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu
1
205
mobilne roboty wykorzystujące zaawansowane technologie” realizowanego w latach
2010-2013.
2. Grupa robotów
Roboty, tworzące grupę współdziałających jednostek mobilnych, zostały wykonane
w niekomercyjnych wersjach prototypowych (rys. 1). Grupa ta składa się z jednego
robota transportowego (Transporter), jednego robota eksploracyjnego (Explorer) oraz
dwóch małych robotów monitorujących (Pathfinder). Założenia co do zakresów
funkcjonalności robotów opracowano jeszcze na etapie koncypowania, a dotyczyły one
m.in.: przeznaczenia poszczególnych robotów oraz całej grupy, warunków pracy,
sposobów sterowania i poruszania się, rodzajów i zasad współdziałania podczas
realizacji zadania, wstępnych parametrów systemów komunikacji oraz lokalizacji [5].
Rys. 1. Widok wersji prototypowych grupy robotów (podczas prac montażowych)
Autorski zespół projektowy opracował przykładowe scenariusze misji dla grupy
robotów, m.in.:
przewóz ładunków niebezpiecznych,
pobranie próbek gleby i powietrza na skażonym terenie,
detekcja i lokalizacja wycieków z instalacji chemicznych oraz zagrożenia
pożarowego,
lokalizacja osób poszkodowanych na terenie gruzowiska, pogorzeliska,
monitorowanie pomieszczeń i rozległych przestrzeni otwartych,
wizualna ocena stanu otoczenia robota w miejscu realizacji zadania.
W ramach dalszych prac dokonano analizy stanu wiedzy oraz opracowano
konstrukcje robotów Transporter, Explorer i robota Pathfnder. Podstawowe wymagania
funkcjonalności dla robotów Transporter i Explorer (tekst poniżej) określono wspólnie.
Dotyczyły one warunków ich działania, zasilania, trybów sterowania oraz standardów
komunikacji.
Warunki działania:
warunki terenowe: zalegający śnieg, błoto, piasek, tereny leśne o
umiarkowanym zagęszczeniu runa leśnego i zróżnicowanej ściółce, podłoże
trawiaste, podłoże kamieniste lub inne utwardzone, obszary o różnorodnej
formie ukształtowania: umiarkowane pagórki, grzędy, rowy itp.,
działanie w terenie otwartym,
206
działanie w pomieszczeniach oraz ich częściach o różnym stopniu oświetlenia i
widoczności,
temperatura otoczenia: od -5 do 40°C,
warunki atmosferyczne: średni opad śniegu lub deszczu, umiarkowany wiatr,
mgła,
poruszanie się w budynkach (pokonywanie standardowych otworów
drzwiowych oraz schodów),
typowe przeszkody w terenie otwartym i w budynkach.
Zasilanie:
możliwość łatwej wymiany akumulatorów,
akumulatory doładowywane na robocie z zewnętrznego źródła zasilania,
zasilanie awaryjne z pominięciem akumulatorów,
monitorowanie stanu akumulatorów.
Tryby sterowania:
sterowanie manualne za pomocą panelu operatora z możliwością podłączenia
kontrolera typu gamepad,
sterowanie autonomiczne proste - odnajdywanie pozycji umożliwiającej
komunikację z operatorem.
Komunikacja:
sposób komunikacji: bezprzewodowy,
zasięg robot-operator: 500 m w terenie otwartym (200 m dla robotów
Pathfinder), 50 m w typowym budynku,
szybkość transmisji umożliwiająca płynne przesyłanie w czasie
rzeczywistym rozkazów sterujących od operatora do robota, odczytów
sensorów otoczenia, sensorów specjalistycznych i stanu robota do operatora,
strumienia wideo z robota do operatora,
odporność na zakłócenia, których źródłem w szczególności mogą być
układy wykonawcze i pomiarowe robota, urządzenia pracujące w otoczeniu
robota oraz w otoczeniu operatora.
Wymagania te stanowiły punkt wyjścia do opracowania założeń projektowokonstrukcyjnych. Celem zwiększenia prawdopodobieństwa zapewnienia realizacji
założonego zestawu funkcji robotów Transporter i Explorer zdecydowano się na
zastosowanie dla obu robotów wspólnej gąsienicowej platformy bazowej [6], prototyp
platformy pokazano na rys. 2.
Rys. 2. Widok gąsienicowej platformy bazowej robotów Transporter i Explorer
207
2.1. Robot Transporter
Biorąc pod uwagę przykładowe misje, sprecyzowano przeznaczenie poszczególnych
robotów. Robot Transporter przeznaczony jest do pobierania i transportu robotów typu
Pathfinder oraz pobierania przedmiotów niebezpiecznych do specjalnego kosza na
robocie i ich transportu do wskazanego miejsca docelowego (rys. 3). Robot wyposażony
jest w manipulator o następujących parametrach:
• liczba stopni swobody: 5,
• udźwig: 1 kg,
• promień działania: 1,2 m,
• dokładność pozycjonowania końcówki w przestrzeni XYZ: 10 mm,
• zasilanie 24 V,
• masa manipulatora: ok. 32 kg,
• zwarta i niezawodna konstrukcja oraz prostota sterowania manipulatora.
Masa całkowita robota wraz z koszem i manipulatorem wynosi ok. 125 kg, robot
może zabrać do 25 kg dodatkowego obciążenia. Szacuje się że zestaw akumulatorów
pozwoli na około dwugodzinną pracę.
Rys. 3. Widok robota Transporter w trakcie prób nośności (widoczny załadowany kosz,
jeszcze bez manipulatora)
2.2. Robot Explorer
Robot typu Explorer przeznaczony jest do inspekcji wizyjnej obiektów z
możliwością pobierania próbek gleby, detekcji różnego rodzaju zagrożeń, np.
nadmiernego stężenie CO, zagrożenia pożarowego.
Aby robot mógł wykonywać zaplanowane działanie, skonstruowano układ
mechatroniczny przeznaczony do pobierania nienaruszonych próbek gleby przy użyciu
próbnika rdzeniującego. Umożliwia on pobranie wierzchniej próbki gleby o średnicy 40
mm na głębokość 200 mm. Gleba umieszczana jest w specjalnej wyściółce z tworzywa
sztucznego. Próbka gleby w wyściółce po wykonaniu misji może być w łatwy sposób
przekazana do laboratorium, np. celem analizy składu chemicznego.
Dla robota Explorer zaprojektowany został specjalny układ do montażu czujników.
Układ ten ma za zadanie umożliwić łatwe mocowanie czujników i przezbrajanie
wyposażenia robota. Innym ważnym zadaniem tego układu jest unifikacja i typizacja
komunikacji i zasilania różnego rodzaju czujników. Przeprowadzone badania pozwoliły
208
na opracowanie typoszeregu modułów mocujących umożliwiających zamocowanie
wielu różnorodnych czujników.
Na rys. 4 zaprezentowano prototyp robota Explorer wyposażonego w głowicę do
poboru próbek gleby.
Rys. 4. Widok robota Explorer w trakcie prób jezdnych (widoczna głowica do
pobierania próbek gleby w pozycji złożonej)
2.3. Robot Pathfinder
Specjalistyczny robot Pathfinder (rys. 5) zdolny jest do zdalnego wykonania misji,
mającej na celu inspekcję lub dozór wybranych stref obiektu technicznego. Działanie
robota umożliwia otrzymywanie informacji o charakterze ilościowym i jakościowym o
obiekcie podlegającym inspekcji. Dotyczyć to może szczególnie obiektów
strategicznych, jak: obiekty wojskowe, lotniska, porty, stacje i węzły kolejowe,
elektrownie, kopalnie, składy paliw oraz magazyny, których zawartość stwarza
zagrożenie chemiczne, wybuchowe, pożarowe lub może być narażona na kradzieże.
Konstruując robota Pathfinder przewidziano również możliwość działania w pozycji
podstawowej i odwróconej. W tym celu zastosowano rozwiązanie zapewniające
automatyczne obracanie anteny systemu komunikacji, tak aby zawsze była skierowana
do góry.
Robot wyposażony jest w układ szybkiej wymiany akumulatorów oraz moduły z
wymiennymi czujnikami i kamerami. Na robocie standardowo zamontowana może być
jedna lub dwie kamery (jedna w przednim module, druga w tylnym module) wraz z
oświetlaczami oraz czujnik temperatury otoczenia. Ponadto w module wymiany
czujników i kamer zamontowane są głośniki oraz mikrofon. Zapewniają one możliwość
nawiązania kontaktu (dwukierunkowa komunikacja głosowa) z ewentualnymi
poszkodowanymi w sytuacji użycia robota przez różnego rodzaju jednostki ratowniczoposzukiwawcze.
Mobilność robota Pathfinder zapewniona jest w różnorodnych warunkach
terenowych i atmosferycznych, co wykazały liczne próby terenowe. Robot sterowany
jest bezprzewodowo, z poziomu aplikacji operatora z podglądem za pomocą kamery
(kamer).
209
Rys. 5. Robot Pathfinder w trakcie prób jezdnych (widoczna ruchoma antena)
3. Wyposażenie robotów
Wszystkie roboty zostały wyposażone w stosowne układy detekcji ich stanu oraz
otoczenia. W dalszej części artykułu przedstawiono wspomniane układy w odniesieniu
do poszczególnych robotów.
3.1. Czujniki detekcji stanu i otoczenia robotów Transporter i Explorer
Dobór wyposażenia do monitorowania stanu robotów Transporter i Explorer
zrealizowano pod kątem stanu wewnętrznego robota oraz jego otoczenia.
Do regulacji prędkości obrotowej układów napędowych gąsienic podstawowych i
pomocniczych dobrano inkrementalne enkodery optyczne RE 30-2 firmy
Dunkermotoren. Umożliwiło to łatwiejsze sterowanie manewrowością robotów poprzez
operatora. Do kątowego pozycjonowania oraz zabezpieczenia gąsienicy pomocniczej
przewidziano mikrowyłącznik krańcowy z trzpieniem wciskanym typu KS A3 firmy
Lovato Electric.
Roboty te wyposażono również w czujniki monitorowania ich otoczenia. Dobrane
czujniki służą realizacji funkcji autonomicznego poszukiwania pozycji umożliwiającej
komunikację robotów z operatorem w przypadku, gdy połączenie z danym robotem
zostanie utracone. Przyjęto, że funkcja ta będzie realizowana w następujący sposób.
Robot (Transporter/Explorer) zapamiętuje przebytą drogę poprzez gromadzenie
wyników pomiarów odometrycznych zrealizowanych za pomocą dobranych wcześniej
enkoderów. W momencie utraty łączności robota z operatorem, robot stara się
odtworzyć wstecz swoją ścieżkę na podstawie zachowanej historii przejazdu. Ze
względu na fakt, że środowisko, w którym działa robot jest dynamiczne oraz ze względu
na niedokładności pomiarów odometrycznych bierze się pod uwagę możliwość
wystąpienia nieprzewidywalnych przeszkód na drodze powrotnej robota.
W celu realizacji modułu detekcji otoczenia rozpatrzono wiele wariantów
konfiguracji dla różnych typów urządzeń pomiarowych w środowisku wirtualnym z
wykorzystaniem silnika MVSE (ang. Microsoft Visual Simulation Environment). Ze
względu na sposób realizacji funkcji autonomicznego powrotu robota do pozycji
umożliwiającej komunikację pożądane jest, aby najdokładniej monitorowana była
przestrzeń z tyłu robota. Układ detekcji otoczenia zrealizowano więc w oparciu o
laserowe skanery odległości URG-04LX-UG01 firmy Hokuyo charakteryzujące się
zakresem skanowania od 0 do 240° i wykrywaniem przeszkód w odległości do 5,6 m.
Częstotliwość skanowania wybranego skanera wynosi 10 Hz przy rozdzielczości
210
kątowej równej 0,36°. Dodatkowymi zaletami proponowanego rozwiązania są:
rozdzielczość liniowa równa 1mm, niewielkie gabaryty, niska masa (160 g), interfejs
USB oraz niski pobór prądu podczas pracy (500 mA). Przy odpowiednim
umiejscowieniu tych sensorów istnieje możliwość skanowania odległości robota od
potencjalnych przeszkód w pełnym zakresie (od 0 do 360°). Wadą tego rozwiązania jest
fakt, że identyfikuje się przeszkody wyłącznie w płaszczyźnie skanowania. W celu
eliminacji tego problemu zaprojektowano i wykonano uniwersalne uchwyty montażowe
umożliwiające odpowiednie ustawienie płaszczyzny skanowania.
W celu określenia minimalnej liczby kamer oraz ich optymalnego rozmieszczenia
tak, aby możliwe było pełne wykorzystanie funkcjonalności robotów Transporter i
Explorer wykonano symulacje w wirtualnym środowisku testowym z wykorzystaniem
silnika MVSE. Wynikiem tych badań był dobór kamer, jak na rys. 6. Kamery 2 i 3
stanowią stałe wyposażenie robotów Transporter i Explorer służące do poruszania się
tych robotów. Natomiast kamery 1 i 4 zamontowane są wyłącznie na manipulatorze
robota Transporter w celu ułatwienia operatorowi sterowania tym urządzeniem.
Przeprowadzone analizy w środowisku symulacyjnym zostały również wykonane w
warunkach rzeczywistych.
3.2. Czujniki lokalizacji robotów Transporter i Explorer
Uwzględniając wymagania i założenia, które musiały spełniać roboty Explorer i
Transporter zaprojektowano i wykonano system lokalizacji bezwzględnej, który posiada
ważną cechę odporności na zanik sygnału z lokalizatora GPS. System lokalizacji obu
robotów działa zarówno w terenie otwartym, jak i w budynkach. Ta funkcjonalność
robota umożliwia autonomiczny powrót robotów do punktu, w którym zostanie
odzyskana (utracona wcześniej) łączność z operatorem.
W celu realizacji niniejszego zadania zaadaptowano urządzenie IMU z układem
GPS (MTi-G) firmy Xsens. Urządzenie to wyposażone jest w trzyosiowy akcelerometr,
trzyosiowy żyroskop oraz trzyosiowy czujnik pola magnetycznego (czujniki wykonane
są w technologii MEMS). Ponadto układ wyposażony jest w moduł GPS z zewnętrzną
anteną. Najważniejszą zaletą wybranego układu jest zintegrowany układ obliczeniowy
realizujący funkcję AHRS (ang. attitude heading reference system).
Rys. 6. Wybrana konfiguracja rozmieszczenia kamer na robocie Transporter
(widok w środowisku symulacyjnym)
W wykonanym systemie lokalizacji i orientacji wykorzystano również laserowy
skaner odległości URG-04LX-UG01 firmy Hokuyo. System lokalizacji i orientacji obu
211
robotów został wykonany według projektu, którego diagram w języku UML
zamieszczono na rys. 7 [7].
Rys. 7. Diagram systemu lokalizacji i orientacji robotów typu Transporter i Explorer
Uruchomienie Systemu Lokalizacji i Orientacji Robota (SLiOR) dokonywane jest
przez System Sterowania Robotem (SSR). SLiOR pozwala na wyświetlanie
współrzędnych położenia i orientacji robota w bezwzględnym układzie współrzędnych
geograficznych bądź w układzie względnym (lokalnym). SLiOR uruchamia serwis MS
Robotics Studio odpowiedzialny za obsługę zintegrowanego urządzenia IMU-GPS lub
serwis wyposażony w algorytm do określania pozycji w budynkach i określania pozycji
robota względem przeszkód (przy użyciu skanera laserowego). System sterowania
pozwala również na wyświetlanie współrzędnych położenia i orientacji robota.
Na podstawie opracowanego projektu utworzono bibliotekę oprogramowania dla
systemu lokalizacji GPS i detekcji otoczenia robota. W skład niniejszej biblioteki
wchodzą klasy do obsługi układów podłączonych do komputera pokładowego robota
Transporter lub Explorer oraz klasy realizujące kontrolki umożliwiające wizualizację
danych z tych układów na komputerze operatora.
Biblioteki klas opracowano z zastosowaniem języka C# dla platformy
programistycznej .NET Framework 3.5. Umożliwiło to łatwą ich integrację ze
środowiskiem Microsoft Robotics Developer Studio 2008R3. Działanie biblioteki
sprawdzono przeprowadzając szereg testów z użyciem aplikacji testowych. Podczas prób
potwierdzono poprawność zaproponowanego rozwiązania. Aplikacje działały stabilnie
nie wpływając znacząco na zmniejszenie wydajności systemu sterowania.
212
4. Podsumowanie
Niniejszy artykuł dotyczy wyników prac nad rozwiązaniami konstrukcyjnymi grupy
wielozadaniowych robotów mobilnych wykorzystujących zaawansowane technologie.
W przypadku grupy robotów istotnym warunkiem ich przydatności jest możliwość
wspólnego działania w różnorodnych warunkach terenowych i atmosferycznych. Aby
roboty takie mogły być powszechnie wykorzystywane, celowe wydaje się poszukiwanie
takich rozwiązań, które nie będą wymagały dużych nakładów finansowych i będą
stosunkowo łatwe w realizacji. Według autorów - opracowana grupa robotów mobilnych
spełnia te kryteria. Wykonane fizyczne prototypy, stanowiące rezultat końcowy zadania
badawczego, mogą stanowić bazę do wykonania serii próbnej.
Literatura:
[1]
J. Giergiel, K. Kurc, M. Giergiel. Mechatroniczne projektowanie robotów
inspekcyjnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2010.
[2]
M. Januszka. Mechanical carrier of an autonomous mobile robot for inspecting
technical objects, Problemy Eksploatacji 3(70), 2008, s. 31-38.
[3]
M. Januszka, M. Adamczyk, W. Moczulski. Nieholonomiczny autonomiczny
robot mobilny do inspekcji obiektów technicznych. Problemy Robotyki, K.
Tchoń i C. Zieliński (red.), Tom l, z. 166, Warszawa 2008, s. 143-152.
[4]
W. Moczulski et al. Autonomous mobile robots for Inspecting Industrial Objects,
A. Mazurkiewicz (Ed.): Technological Innovations for Sustainable Development,
ITeE-PIB, Polska-Izrael, 2009, s. 215-230.
[5]
Moczulski W., Giesko T., Skarka W., Adamczyk M., Januszka M., Mężyk J.,
Mizak W., Pająk D., Panfil W., Przystałka P., Targosz M., Wiglenda
R., Wyleżoł M.: Projekt grupy wielozadaniowych robotów mobilnych
wykorzystujących zaawansowane technologie, Problemy Eksploatacji nr 3/2011
(82), str. 123-130, Radom 2011.
[6]
M. Targosz et al. Konstrukacja platformy nośnej robotów mobilnych. Wybrane
Problemy Inżynierskie, Vol. 2, Gliwice 201l, s. 363-368.
[7]
Panfil W., Przystałka P., Moczulski W.: Zastosowanie diagramów języka UML w
modelowaniu systemu sterowania wielozadaniowych robotów mobilnych.
Problemy Robotyki, Tom 1, red. Krzysztof Tchoń, Cezary Zieliński, Seria: Prace
Naukowe Elektronika, z. 182, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2012, str.
339-348.
[8]
Roboty mobilne {Dostępny – 01.03.2014: http://robotymobilne.polsl.pl}
Streszczenie
Niektóre zadania realizowane przez wyspecjalizowane służby dotyczą dozorowania
i monitorowania obszarów oraz budynków, wykrywaniem zagrożeń, skażeń itp.
Współcześnie zadania te mogą być wykonywane przez grupy specjalizowanych
robotów. W referacie opisano grupę robotów przeznaczonych do tego rodzaju zadań.
Opracowano trzy roboty: transportowy, inspekcyjny i zwiadowczy.
„Transporter” służy do transportowania zespołu robotów „Pathfinder” do miejsca
ich działania. Jest on wyposażony w kosz transportowy oraz manipulator do podnoszenia
niewielkich przedmiotów. Inspekcyjny „Explorer” może być wyposażony w różne
układy czujników (czujniki dymu, gazów, temperatury), kamery wizyjne i termowizyjne
oraz w układ do pobierania próbek gleby. Zwiadowczy „Pathfinder” wyposażony jest w
kamerę wraz z oświetlaczem, mikrofon i głośnik do kontaktu z poszkodowanymi, a
213
także czujniki podczerwieni. Cechą tego robota jest jego niski koszt wykonania, dzięki
czemu można go wykorzystywać przy zagrożeniu jego utraty. Pomiędzy robotami oraz
operatorem zapewniona jest komunikacja bezprzewodowa. Odpowiedni interfejs
umożliwia operatorowi odbiór danych i obrazów oraz sterowanie robotami. Wszystkie
roboty zostały wykonane w serii prototypowej. Zostały one poddane stosownym testom
terenowym. Wszystkie efekty pracy zespołu oraz dodatkowe informacje dotyczące
realizacji wykonanego zadania można znaleźć na stronie własnej projektu [8].
Słowa kluczowe: robotyka, roboty mobilne, grupa robotów, inspekcja
GROUP OF MULTITASK MOBILE ROBOTS FOR SPECIAL APPLICATIONS
Abstract
A group of tasks performed by specialized services concern supervising and
monitoring areas and buildings, detecting hazards, pollutions and other. Nowadays such
tasks may be carried out by groups of specialized robots. This paper deals with a group
of robots destined to accomplish such a kind of tasks. There were developed three
different kinds of robots: transporting, inspecting and reconnoitring ones.
The ‘Transporter’ serves for transporting a group of robots ‘Pathfinder’ to the area
of their operation. It is equipped with a carrying basket, and a manipulator for lifting
small parts. The inspecting ‘Explorer’ can be equipped with various sets of sensors
(smoke, gas and temperature sensor), video and termovision cameras, and a system for
taking samples of soil. The reconnaissance robot ‘Pathfinder’ is armed with the video
camera combined with an illuminator, a microphone and a loudspeaker to contact the
victim, and also infrared sensors. It is a-low cost unit, therefore it may be operated in the
circumstances that involve risk of damage or loss of the robot.
To allow exchanging data and messages between the robots and the operator the
wireless communication has been applied. The respective interface enables the operator
to receive data and images, and remote control of the robots.
All the robots have been manufactured as prototypes. Extensive terrain tests have
been carried out, too. More details about the work carried out by the team, and additional
pieces of information concerning the project can be found at the web page [8].
Keywords: robotics, mobile robots, a group of robots, inspection
214