Metodologie di progetto per sistemi robotici autonomi

Obiettivo della tesi

Si tratta di sviluppare un’applicazione di controllo robotico al fine di definire una metodologia di progetto generale per sistemi robotici complessi. Il sistema da utilizzare consiste in un robot mobile dotato di visione artificiale e sensori di prossimita’. Il sistema di controllo deve consentire al robot di effettuare i seguenti compiti:

inseguire un target in movimento;
evitare ostacoli.

Strumenti a disposizione

L’hardware ed il software di basso livello sono gia’ disponibili e funzionanti sul sistema robotico, pertanto la tesi e’ mirata alla progettazione, analisi e realizzazione del sistema di controllo software di piu’ alto livello.
Il robot mobile disponibile presso il laboratorio di robotica e’ in grado di accettare comandi di posizione via radio da un computer esterno.
Inoltre il robot e’ dotato di un sistema di visione (telecamera con frame grabber) e di sensori di prossimita’ montati sulla base mobile.
Il software deve essere realizzato in linguaggio C.

Descrizione del lavoro

Si tratta di progettare una architettura di controllo strutturata a livelli gerachici, in cui ogni livello accetta dei comandi dal livello superiore e, in funzione delle informazioni sensoriali, impartisce dei comandi al livello inferiore.
Il progetto deve essere realizzato mettendo a confronto le metodologie Bottom-Up e Top-Down.
Ciascun livello di astrazione dell’architattura deve essere definito in termini di interfaccia verso i livelli adiacenti e funzionalita’ dei moduli principali.
Definiti i moduli e le interfacce tra i livelli, si passa alla fase implementativa, in cui le attivita’ vengono realizzate come un insieme di processi concorrenti comunicanti tra loro mediante risorse condivise e/o scambio di messaggi.
Parte essenziale del progetto e’ la definizione dei vincoli temporali dei processi (specificati come periodi di attivazione e deadline) e l’analisi della schedulabilita’ dell’applicazione, che consente di verificare off-line che tali vincoli siano rispettati durante l’esecuzione.