Robottikäsivarren tarkkuuden määrittäminen

Abstract

Robotti on hyvin monimutkainen systeemi ja sen ohjaaminen, varsinkin autonomisella tasolla, sitoo useita osajärjestelmiä. Robotilla on oltava joukko sensoreita, joilla se voi saada tietoa niin omasta kuin ympäristön tilasta. On oltava myös joukko osia, jotka mahdollistavat robotin liikkumisen, sekä työkaluja, joilla robotti saa aikaan muutoksia ympäristössään. Lisäksi robotti tarvitsee prosessorin, joka käsittelee sensoridataa ja ohjaa koko robotin toimintaa. Haasteena on saada nämä osajärjestelmät toimimaan yhdessä annetun tehtävän suorittamiseksi. Eräs robottityyppi on robottikäsivarret. Nimitys tulee robotin kyvystä suorittaa ihmiskäden kaltaisia toimintoja. Tälläisilla roboteilla on lukuisia sovelluksia mm. teollisuudessa ja usein tarkkuus nousee tärkeäksi robottikäsivarren ominaisuudeksi. Tarkkuutta voidaan ajatella kahdesta näkökulmasta. Toistotarkkuus kuvaa robotin kykyä palata samaan asentoon ja paikoitustarkkuus puolestaan kuvaa saavutetun asennon poikkeavuutta tavoiteasennosta. Robotin toiminta määritetään ohjelmoimalla prosessori. On olemassa useita ympäristöjä, jotka tarjoavat eritasoista tukea robottien ohjelmointiin. Matalan tason ohjelmointi on robotin yksittäisten moottorien ohjelmointia ja korkeammille tasoille siirtyessä ohjelmointi muuttuu abstraktimmaksi. Korkean tason ohjelmoinnissa ympäristö hoitaa itse matalan tason haasteet ja käyttäjä voi keskittyä osajärjestelmien ohjaamiseen ja käytännön toiminnan suunnitteluun. ROS on eräs ohjelmointiympäristö, joka tarjoa monipuoliset työkalut robottien ohjelmointiin, kehitykseen ja simulointiin. Työssä on perehdytty kyseisen ympäristön toimintaan ja yleisimpiin työkaluihin. Työn tavoitteena oli määrittää erään robottikäsivarren tarkkuus. Tähän tarkoitukseen luotiin ohjelma käyttäen ROS-ympäristöä. Testiohjelma ohjasi robottia ennalta määrättyihin asentoihin ja keräsi epäsuorasti paikoitusdataa. Saadun datan avulla saatiin määritettyä robotin toisto- ja paikoitustarkkuus, sekä päädyttiin tulokseen, että työssä käytetty robotti kannattaa kalibroida paremman tuloksen saavuttamiseksi.