Abstracts Engineering

Boundary Guard for a Field Robot Based on Perception and Localization : A prototype on Husqvarna robotic lawn mower

by Tianze Li

In this thesis we have developed from scratch a perception and localization system that bounds the robot within its operation area. The module is originally designed for a robotic lawn mower, but can be adapted to other differential-drive field robots with minor changes. With upgraded processors, multiple heterogeneous sensors including a RGB-D camera, are installed and fused with adaptive Kalman filters. A state-of-art visual SLAM package is also integrated to enhance the performance. Besides, a vision module based on segmentation is developed to detect the boundary of the lawn to further prevent the robot from running out of its scope. A path-follower controller is also developed for navigation. The system is tested and evaluated in a real lawn setting. Both localization and vision modules are proved able to bound the robot with certain margins. Due to compiling issues, we cannot run the modules concurrently on the robot platform. Nevertheless, a state machine is proposed for future integration of the implemented modulesa I den här avhandlingen har vi från grunden utvecklat ett uppfattnings- och lokaliseringssystem som begränsar roboten till sitt verksamhetsområde. Modulen är ursprungligen designad för en robotgräsklippare, men kan anpassas till andra differentialdrivna fältrobotar med mindre förändringar. Med uppgraderade processorer, flera heterogena sensorer med en RGBD-kamera är installerade och sammanlänkade med adaptiva Kalmanfilter. Toppmoderna visuella SLAM-paket är också integrerade för att förbättra prestandan. Dessutom utvecklades en visionsmodul baserad på segmentering för att upptäcka gräsmattans gränser och därmed förhindra roboten från att lämna sitt område. En vägföljare-regulator är också utvecklad för navigering. Systemet är testat och utvärderat på en riktig gräsmatta. Både lokalisering och visionsmodulen har visat sig kunna begränsa roboten med vissa marginaler. På grund av datorplattforms problem kan vi inte köra den utvecklade modulen parallellt. Ändå föreslås en tillståndsmaskin för framtida integration av utvecklade moduler.