Evaluation and opitmisation of an intelligent mobile robot designed for landmine detection

Abstract

Diese Arbeit beginnt mit einer Definition von Landminen.<br />Zunächst wird beschrieben wie Landminen aussehen und welche Typen von Landminen es gibt. Danach wird der Einfluss von Landminen auf Menschen, Länder und Wirtschaft besprochen. Schlie"slich wird die aktuell angewendete Methode zur Minenräumung erlä}utert. Im Zuge dieser Erläuterungen werden die Vorzüge einer automatisierten Minenräumung hervorgehoben.<br />Danach wird der Minensuch-Roboter "HUMI" vorgestellt. Nach einer kurzen Beschreibung des Aufbaus folgt eine Beschreibung der Hardware (HW) und Software (SW). Dann wird das Fahrverhalten von "HUMI" in Wäldern und anderem unwegsamen Gelände getestet. Weiters werdden die Lastverteilung und die daraus resultierenden Raddrücke berechnet, um herauszufinden wie wahrscheinlich eine Detonation einer Landmine bei Überfahren dieser ist.<br />Danach wird eine neue Geschwindigkeits-Regelung entwickelt. Der ursprüngliche PID-Regler wird durch einen Fuzzy-Regler ersetzt. Mit diesem kann der Roboter sowohl seitwärts fahren als auch höhere Kurvengeschwindigkeiten erreichen.<br />Es folgen fünf Vorschläge zur Verbesserung des HW-Desings vorgestellt, wobei der optimale näher erläutert wird.<br />Messungen zur Lastenverteilung des Roboters zur Bestimmung der optimalen Akkumulatorposition sowie ein Ausblick auf zukünftige Arbeiten schließen die Arbeit ab.<br />

The focus of this work is the Hard- and Software (HW and SW) improvement of a six wheeled, intelligent, mobile robot for landmine detection and removal.<br />It starts with a definition of currently worldwide used landmines, their detection, their removal and their impact on people, countries and economies. Afterwards, we describe the procedure of demining with an emphasis on humanitarian demining and show the advantages of automated demining.<br />Then, the existing prototype of our demining robot "HUMI is presented.<br />We give a brief description of the HW especially the mechanical design, show the electronic system architecture and the SW including the five programs running on "HUMI". After describing the status quo of "HUMI", tests for evaluating "HUMI"'s drivability in rough terrain are performed. Furthermore, we calculate the load distribution and the maximum pressure of each on the ground, to see how likely a detonation will take place when "HUMI" drives over a landmine.<br />Then, we renew the control of the velocity, replacing the existing PID algorithm with a Fuzzy logic based controller. The robot is now able to drive sideways and can drive around corners faster.<br />Afterwards, we make five suggestions on rearranging the HW. We compare the different possibilities of a new electronic system architecture and describe the optimal one in detail.<br />Finally, we make measurements to find "HUMI"'s correct weight and weight distribution on. Furthermore, the best place for the battery pack is defined. At the end of this work, we give an outlook on future work.