Concurrent Real-TimeSimulations of Mobile RobotDynamics and PotentialUse Cases

Abstract: Mobila robotar utgör ett aktivt forskningsområde med många potentiellatillämpningar. För att underlätta utvecklingen av en mobil robot finns flertaletrobot simulatorer att tillgå, vilka möjliggör utveckling i en virtuell miljö. Imotsats till den traditionella rollen som ett hjälpmedel i utvecklingen, fokuserardetta arbete i huvudssak på att använda simuleringar för manövreringen aven robot. Möjliga användningsfall innefattar såväl hjälpmedel för operatörersom förbättrad inlärning hos autonoma robotar.Mer specifikt definierar detta arbete fyra kategorier av användningsfall, därden gemensamma nämnaren är att simulera och utvärdera olika uppsättningarav scenarion. För att utföra denna uppgift, formuleras ett generellt ramverkbeståendes av tre självständiga delproblem; fastställande av simuleringsvägar,generering av gångstilar samt simulering och virtuell mätning. Fokus i arbetetligger på simulering och virtuell mätning.Fysikmotorn ‘Open Dynamics Engine’ (ODE) används ofta vid simuleringav en robots dynamiska egenskaper. För att erhålla tillfredställande resultati en generell simulator såsom en fysikmotor, krävs effektiva modeller. Arbetetutvidgar i detta avseende tidigare studier och analyserar lämpliga modellegenskaperbåde ur ett teoretiskt och empiriskt perspektiv. Med dessa aspektersom grund utnyttjas ODE därefter som simuleringskomponent i en förstaimplementering av det generella ramverk som definerats.Slutligen, då en del användningsfall medför simulering av stora mängderscenarion, har möjligheten att förkorta simuleringstiden m.h.a. en grafikprocessorundersökts. Metoden som föreslås tillåter tusentals scenarion att utvärderasparallellt och har implementerats i en ny minimalistisk simulator.Resultaten visar att metoden fungerar men en kostsam initialisering visar attytterligare arbete krävs kring dess implementering.i