INTRODUCTIONMobile robotics is a te

INTRODUCTION
Mobile robotics is a technological field and a research area which has witnessed incredible advances for the last decades. It finds application in areas like automatic cleaning, agriculture, support to medical services, hazard environments, space exploration, military, intelligent transportation, social robotics, and entertainment [1]. In robotics research, the need for practical integration tools to implement valuable scientific contributions is felt frequently. However, roboticists end up spending excessive time with engineering solutions for their particular hardware setup, often reinventing the wheel. For that purpose, several different mobile robotic platforms have emerged with the ability to support research work focusing on applications like search and rescue, security applications, human interaction or robotics soccer and, nowadays, almost every major engineering institute has one or more laboratories focusing on mobile robotics research.
Earlier, the focus of research was especially on large and medium systems. However, with recent advances in sensor miniaturization and the increasing computational power and capability of microcontrollers in the past years, the emphasis has been put on the development of smaller and lower cost robots. Such low-cost platforms make affordable the experimentation with a larger number of robots (e.g., in cooperative robotics and swarm robotics) and are also ideal for educational purposes. With such assumptions in mind, we have been doing engineering and research work with two Arduino-based mobile platforms [2]: the TraxBot [3] and the StingBot1. The choice fell upon Arduino solutions, since it presents an easy-to-learn programming language (derived from C++) that incorporates various complex programming functions into simple commands that are much easier for students to learn. Moreover, the simplicity of the Arduino to create, modify and improve projects, as well as its open-source and reduced cost makes it among the most used microcontroller solutions in the educational context
Following the trend of research, in this work the focus is on educational, open-source platforms that enable researchers, students and robot enthusiasts to quickly perform real world experimentation, having access to the tools provided by the Robotic Operating System (ROS) [4]. ROS is currently the most trending and popular robotic framework in the world, reaching critical mass and being the closest one to become the standard that the robotics community urgently needed. With the exponential growth of robotics, some difficulties have been found in terms of writing software for robots. Different types of robots can have wildly varying hardware, making code reuse nontrivial. Opposing this tendency, ROS provides libraries and tools to help software developers to create robot applications. The major goals of ROS are hardware abstraction, low-level device control, implementation of commonly-used functionally, message-passing between processes and package management. One of its gold marks is the amount of tools available for the community like the Stage simulator [5], navigation capabilities 2 , visual SLAM [6] and 3D point cloud based object recognition [7], among others. Regular updates enable the users to obtain, build, write and run ROS code across multiple computers.
In the next section, we review general purpose and educational mobile robots, focusing on those already integrated in ROS and briefly describe our Arduino-based robot platforms. In section III, the main contributions of this work are revealed and details on the development of the ROS driver and its features are presented. In the subsequent section, preliminary results with physical Arduino-based robots and a team of mixed real and virtual cooperating agents are presented. Finally, the article ends with conclusions and future work.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำหุ่นมือถือเป็นเขตข้อมูลเทคโนโลยีและพื้นที่วิจัยซึ่งได้เห็นความก้าวหน้าอย่างเหลือเชื่อสำหรับทศวรรษ พบแอพลิเคชันในพื้นที่เกษตรทำความสะอาด อัตโนมัติ รองรับ การบริการทางการแพทย์ สภาพแวดล้อมที่อันตราย การสำรวจอวกาศ ขนส่งอัจฉริยะ ทหาร สังคมวิทยา บันเทิง [1] งานวิจัยหุ่นยนต์ภาคสนาม ต้องการเครื่องมือรวมปฏิบัติการนำผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่มีคุณค่าคือรู้สึกบ่อยขึ้น อย่างไรก็ตาม roboticists ท้ายใช้เวลามากเกินไปกับทางวิศวกรรมสำหรับการตั้งค่าฮาร์ดแวร์เฉพาะ ฟื้นฟูมักจะล้อ สำหรับวัตถุประสงค์นั้น หลายแตกต่างกันระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้เกิด มีความสามารถในการสนับสนุนงานวิจัยที่เน้นการใช้งานเช่นค้นหา และกู้ภัย งานรักษาความปลอดภัย มนุษย์โต้ตอบ หรือฟุตบอลหุ่น ก ปัจจุบัน สถาบันวิศวกรรมเกือบทุกหลักมี น้อยเน้นวิจัยหุ่นมือถือปฏิบัติ ก่อนหน้านี้ จุดเน้นของการวิจัยได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบขนาดใหญ่ และขนาดกลาง อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดในเซ็นเซอร์ miniaturization และคำนวณพลังงานเพิ่มขึ้น และความสามารถของไมโครคอนโทรลเลอร์แบบในปีผ่านมา เน้นได้มีการวางพัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเล็ก และลดต้นทุน แพลตฟอร์มเช่นต้นทุนต่ำทำราคาไม่แพงที่ทดลอง มีจำนวนหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ (เช่น สหกรณ์หุ่นและหุ่นที่บินว่อน) และก็เหมาะสำหรับการศึกษา สมมติฐานดังกล่าวในใจ เรามีการทำวิศวกรรม และวิจัยทำงานกับสองสืบจากมือถือแพลตฟอร์ม [2]: TraxBot [3] และ StingBot1 เลือกตกตามสืบโซลูชั่น ตั้งแต่ระดับง่ายต่อการเรียนภาษา (มาจาก c ++) ที่รวมเอาฟังก์ชั่นการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนต่าง ๆ เป็นคำสั่งง่าย ๆ ที่ง่ายมากสำหรับนักเรียนที่จะเรียนรู้ ยิ่งไปกว่านั้น ความเรียบง่ายของสืบสร้าง แก้ไข และปรับปรุงโครงการ เป็น แหล่งเปิด และลดต้นทุนทำให้ระหว่างโซลูชั่นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้มากที่สุดในบริบททางการศึกษาต่อไปนี้แนวโน้มของงานวิจัย ในงานนี้ โฟกัสอยู่บนแพลตฟอร์มศึกษา เปิดแหล่งที่ช่วยให้นักวิจัย นักศึกษา และผู้ที่ชื่นชอบหุ่นยนต์ทำได้อย่างรวดเร็วโลกทดลอง ไม่มีเครื่องมือต่าง ๆ ให้โดยหุ่นยนต์ระบบปฏิบัติการ (ROS) [4] ROS อยู่ได้กรอบงานหุ่นยนต์ trending และนิยมมากที่สุดในโลก การเข้าถึงมวลวิกฤต และกำลังได้ใกล้เคียงที่สุดจะกลายเป็น มาตรฐานที่จำเป็นเร่งด่วนชุมชนวิทยา กับเรขาของหุ่น ปัญหาบางรายการที่พบในการเขียนซอฟต์แวร์สำหรับหุ่นยนต์ ชนิดต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ได้อาละวาดแตกต่างฮาร์ดแวร์ ทำให้ใช้รหัส nontrivial ฝ่ายตรงข้ามนี้แนวโน้ม ROS ให้ไลบรารีและเครื่องมือที่ช่วยผู้พัฒนาซอฟต์แวร์สามารถสร้างโปรแกรมประยุกต์หุ่นยนต์ เป้าหมายหลักของ ROS ได้ฮาร์ดแวร์ abstraction ควบคุมอุปกรณ์ระดับต่ำ ของใช้ทั่วไปฟังก์ชัน ส่งผ่านข้อความระหว่างกระบวนการและการจัดการบรรจุภัณฑ์ เครื่องทองของอย่างใดอย่างหนึ่งคือจำนวนของเครื่องมือสำหรับชุมชนเช่นเวทีจำลอง [5], ความสามารถในการนำทาง 2 ชัยชนะ [6] และ 3D ชี้คลาวด์ตามวัตถุการ [7], หมู่คนอื่น ๆ ปรับปรุงอย่างสม่ำเสมอให้ผู้ใช้สามารถรับ สร้าง เขียน และเรียกใช้รหัส ROS ระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง ในส่วนถัดไป ทบทวนวัตถุประสงค์ทั่วไป และศึกษามือถือหุ่นยนต์ เน้นที่รวมอยู่ใน ROS สั้น ๆ อธิบายถึงสถาปัตยกรรมของหุ่นยนต์ตามสืบ ในส่วนที่ III ผลงานหลักของงานนี้ถูกเปิดเผย และมีแสดงรายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาโปรแกรมควบคุม ROS และคุณลักษณะของ ในส่วนถัดไป ผลลัพธ์เบื้องต้นกับหุ่นยนต์สืบตามจริงและผสมจริง และเสมือนฟลอริตัวแทนทีมมีแสดง ในที่สุด บทความลงท้าย ด้วยบทสรุปและการทำงานในอนาคต

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทนำหุ่นยนต์ถือเป็นสาขาเทคโนโลยีและพื้นที่งานวิจัยที่ได้เห็นความก้าวหน้าอย่างไม่น่าเชื่อมานานหลายทศวรรษที่ผ่านมา พบการประยุกต์ใช้ในพื้นที่เช่นการทำความสะอาดอัตโนมัติ, การเกษตร, การสนับสนุนเพื่อให้บริการทางการแพทย์สภาพแวดล้อมที่อันตรายสำรวจอวกาศ, ทหาร, การขนส่งอัจฉริยะหุ่นยนต์สังคมและความบันเทิง [1] ในงานวิจัยหุ่นยนต์จำเป็นที่จะต้องบูรณาการการปฏิบัติเครื่องมือที่จะใช้ผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่มีคุณค่าเป็นความรู้สึกที่พบบ่อย อย่างไรก็ตาม roboticists สิ้นสุดการใช้จ่ายเวลามากเกินไปกับการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมสำหรับการติดตั้งฮาร์ดแวร์ของพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งมักจะ reinventing ล้อ เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันหลายแพลตฟอร์มหุ่นยนต์มือถือได้โผล่ออกมาด้วยความสามารถในการสนับสนุนการทำงานวิจัยมุ่งเน้นไปที่การใช้งานเช่นการค้นหาและกู้ภัยโปรแกรมรักษาความปลอดภัย, การปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์หรือฟุตบอลหุ่นยนต์และในปัจจุบันเกือบทุกสถาบันวิศวกรรมที่สำคัญมีห้องปฏิบัติการอย่างใดอย่างหนึ่งหรือมากกว่ามุ่งเน้นไปที่ การวิจัยหุ่นยนต์มือถือ.
ก่อนหน้านี้มุ่งเน้นการวิจัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบใหญ่และขนาดกลาง แต่ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดใน miniaturization เซ็นเซอร์และการคำนวณพลังงานที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการควบคุมขนาดเล็กในปีที่ผ่านมาให้ความสำคัญได้รับการใส่ในการพัฒนาขนาดเล็กและค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าหุ่นยนต์ แพลตฟอร์มที่ใช้ต้นทุนต่ำดังกล่าวทำให้ราคาไม่แพงการทดลองที่มีจำนวนมากของหุ่นยนต์ (เช่นความร่วมมือในหุ่นยนต์และหุ่นยนต์ฝูง) และยังเหมาะเพื่อการศึกษา ด้วยสมมติฐานดังกล่าวในใจเราได้รับการทำวิศวกรรมและงานวิจัยที่มีสอง Arduino ที่ใช้แพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือ [2] ที่: TraxBot [3] และ StingBot1 ทางเลือกที่ลดลงเมื่อโซลูชั่น Arduino เพราะมันนำเสนอที่ง่ายต่อการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมภาษา (มาจากภาษา C ++) ที่รวมเอาฟังก์ชั่นการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนต่างๆลงไปในคำสั่งง่ายๆที่ง่ายมากสำหรับนักเรียนที่จะเรียนรู้ นอกจากนี้ยังมีความเรียบง่ายของ Arduino
เพื่อสร้างแก้ไขและปรับปรุงโครงการเช่นเดียวกับโอเพนซอร์สและค่าใช้จ่ายที่ลดลงทำให้ในการแก้ปัญหาไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้มากที่สุดในบริบทของการศึกษาดังต่อไปนี้แนวโน้มของการวิจัยในการทำงานให้ความสำคัญเกี่ยวกับเรื่องนี้การศึกษาแพลตฟอร์มโอเพ่นซอร์สที่ช่วยให้นักวิจัยนักศึกษาและผู้ที่ชื่นชอบหุ่นยนต์ได้อย่างรวดเร็วดำเนินการทดลองโลกแห่งความจริงที่มีการเข้าถึงเครื่องมือที่จัดไว้ให้โดยหุ่นยนต์ระบบปฏิบัติการ (ROS) [4] ROS ปัจจุบันเป็นกรอบการทำงานของหุ่นยนต์ได้รับความนิยมและเป็นที่นิยมมากที่สุดในโลกถึงมวลที่สำคัญและเป็นหนึ่งในที่ใกล้เคียงที่สุดที่จะกลายเป็นมาตรฐานที่ชุมชนหุ่นยนต์ที่จำเป็นเร่งด่วน กับการเจริญเติบโตชี้แจงของหุ่นยนต์ปัญหาบางอย่างได้รับพบว่าในแง่ของการเขียนซอฟต์แวร์สำหรับหุ่นยนต์ ชนิดที่แตกต่างของหุ่นยนต์สามารถมีฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกันอย่างดุเดือดทำให้นำมาใช้รหัสขี้ปะติ๋ว ฝ่ายตรงข้ามแนวโน้มนี้ ROS ให้ห้องสมุดและเครื่องมือที่จะช่วยให้นักพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อสร้างการใช้งานหุ่นยนต์ เป้าหมายที่สำคัญของ ROS เป็นนามธรรมฮาร์ดแวร์อุปกรณ์ควบคุมในระดับต่ำ, การดำเนินการที่ใช้กันทั่วไปหน้าที่ข้อความผ่านระหว่างกระบวนการและการจัดการแพคเกจ หนึ่งในเครื่องหมายทองเป็นจำนวนเงินของเครื่องมือที่มีอยู่ในชุมชนเช่นการจำลองเวที [5], ความสามารถในการนำ 2 สแลมภาพ [6] และเป็นจุดเมฆ 3D ตามการรับรู้วัตถุ [7] หมู่คนอื่น ๆ การปรับปรุงปกติช่วยให้ผู้ใช้ที่จะได้รับการสร้างเขียนและเรียกใช้รหัส ROS ในคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง.
ในส่วนถัดไปเราตรวจสอบที่ใช้งานทั่วไปและหุ่นยนต์มือถือการศึกษามุ่งเน้นไปที่ผู้ที่บูรณาการแล้วใน ROS และอธิบาย Arduino แพลตฟอร์มหุ่นยนต์ของเรา ในส่วนที่สามผลงานหลักของงานนี้จะถูกเปิดเผยและรายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาของไดรเวอร์ ROS และคุณลักษณะของมันจะถูกนำเสนอ ในส่วนต่อมาผลการศึกษาเบื้องต้นกับหุ่นยนต์ Arduino ตามทางกายภาพและทีมงานของผสมจริงและเสมือนตัวแทนความร่วมมือที่นำเสนอ สุดท้ายบทความนี้จบลงด้วยข้อสรุปและการทำงานในอนาคต

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทนำ
มือถือหุ่นยนต์เป็นเขตเทคโนโลยีและการวิจัยพื้นที่ที่ได้เห็นความก้าวหน้าที่น่าทึ่งสำหรับทศวรรษที่ผ่านมา พบการประยุกต์ใช้ในพื้นที่เช่นการทำความสะอาดอัตโนมัติ , การเกษตร , การสนับสนุนการบริการทางการแพทย์ ภัยสิ่งแวดล้อม , สำรวจ , ทหาร , ฉลาดขนส่งอวกาศ หุ่นยนต์ ทางสังคมและความบันเทิง [ 1 ] งานวิจัยหุ่นยนต์ต้องการเครื่องมือที่บูรณาการการปฏิบัติเพื่อใช้คุณค่าทางวิทยาศาสตร์ให้รู้สึกบ่อย อย่างไรก็ตาม , CMU สิ้นสุดการใช้จ่ายเวลามากเกินไปกับการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมสำหรับการติดตั้งฮาร์ดแวร์ของตนเองโดยเฉพาะ มักจะ reinventing ล้อ สำหรับวัตถุประสงค์ที่หลายแพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือได้กลายเป็นหุ่นยนต์ที่มีความสามารถเพื่อสนับสนุนงานวิจัยที่เน้นการใช้งาน เช่น การค้นหาและกู้ภัย , การรักษาความปลอดภัยการปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์ หรือ หุ่นยนต์ และ ฟุตบอล ทุกวันนี้ เกือบทุกสาขาวิศวกรรมศาสตร์สถาบันมีห้องปฏิบัติการที่เน้นการวิจัยหุ่นยนต์เคลื่อนที่
ก่อนหน้านี้เน้นการวิจัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบขนาดใหญ่และขนาดกลาง อย่างไรก็ตาม กับความก้าวหน้าใน miniaturization เซ็นเซอร์และเพิ่มการคำนวณพลังงานและความสามารถของเอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ในปีที่ผ่านมา โดยได้รับการวางในการพัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเล็ก และราคาถูกกว่า แพลตฟอร์มดังกล่าวทำให้ราคาไม่แพง การทดลอง ด้วยตัวเลขขนาดใหญ่ของหุ่นยนต์ ( เช่นหุ่นยนต์และหุ่นยนต์ Swarm สหกรณ์ ) และยังเหมาะสำหรับการศึกษา ด้วยเช่นสมมติฐานในใจเราได้ทำงานด้านวิศวกรรมและการวิจัยกับสอง Arduino ใช้แพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือ [ 2 ] : traxbot [ 3 ] และ stingbot1 . ทางเลือกที่ลดลงเมื่อ Arduino โซลูชั่นเนื่องจากมันสามารถง่ายต่อการเรียนรู้ภาษาการเขียนโปรแกรม ( มาจาก ซี ) ต่าง ๆโปรแกรมที่ซับซ้อนที่ประกอบด้วยฟังก์ชันเป็นคำสั่งง่ายๆที่ง่ายขึ้นสำหรับนักเรียนที่จะเรียนรู้ นอกจากนี้ ความเรียบง่ายของ Arduino เพื่อสร้าง , แก้ไขและปรับปรุงโครงการเป็นแหล่งเปิดและลดต้นทุนให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้มากที่สุดโซลูชั่นในบริบททางการศึกษา
ดังต่อไปนี้แนวโน้มของการวิจัย ในงานนี้เน้นการศึกษาโอเพนซอร์สแพลตฟอร์มที่ช่วยให้นักวิจัย นักเรียน และผู้ที่ชื่นชอบหุ่นยนต์ได้อย่างรวดเร็วแสดงการทดลองโลกที่แท้จริงการเข้าถึงเครื่องมือที่ให้โดยระบบปฏิบัติการหุ่นยนต์ ( ROS ) [ 4 ] ผลตอบแทนในปัจจุบันมากที่สุดและเป็นที่นิยมในกรอบแนวโน้มหุ่นยนต์โลกถึงมวลวิกฤตและใกล้จะกลายเป็นมาตรฐานที่หุ่นยนต์ชุมชนต้องการอย่างเร่งด่วน กับการเจริญเติบโตของหุ่นยนต์ บางปัญหาได้รับการพบในแง่ของการเขียนซอฟแวร์สำหรับหุ่นยนต์ประเภทของหุ่นยนต์สามารถมีป่าแตกต่างฮาร์ดแวร์ การสร้างรหัสใหม่นอนทริเวียล . ต่อต้านแนวโน้มนี้ รอส มีห้องสมุดและเครื่องมือที่จะช่วยให้นักพัฒนาซอฟต์แวร์ในการสร้างโปรแกรมหุ่นยนต์ เป้าหมายหลักของรอสเป็น abstraction ฮาร์ดแวร์ควบคุมอุปกรณ์ในการใช้โดยทั่วไปโดยข้อความผ่านระหว่างกระบวนการและการจัดการแพคเกจหนึ่งในเครื่องหมายทองคือจำนวนของเครื่องมือที่สามารถใช้ได้สำหรับชุมชน เช่น จำลองเวที [ 5 ] , นำร่องใน 2 ภาพ , กระแทก [ 6 ] และ 3D เมฆตามการรับรู้วัตถุ [ 7 ] , หมู่คนอื่น ๆ การปรับปรุงปกติช่วยให้ผู้ใช้ที่จะได้รับ สร้าง เขียน และใช้รหัสรอสในคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง
ในส่วนถัดไป เราทบทวนวัตถุประสงค์ทั่วไป และหุ่นยนต์เคลื่อนที่ศึกษาเน้นที่บูรณาการอยู่แล้วในผลตอบแทน และอธิบายสั้น ๆแพลตฟอร์มของเราจาก Arduino หุ่นยนต์ ในส่วนที่ 3 ผลงานหลักของงานนี้จะเปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาของรอส คนขับรถและคุณลักษณะของมันจะนำเสนอ ในส่วนที่ตามมา , ผลลัพธ์เบื้องต้นกับหุ่นยนต์ Arduino ใช้ทีมผสมทางกายภาพและเสมือนจริงและประสานงานตัวแทนนำเสนอในที่สุด บทความจบลงด้วยข้อสรุปและการทำงานในอนาคต .