A DISTRIBUTED EMBEDDED CONTROL FRAMEWORK FOR MODULAR ROBOTS BASED ON ROS

The aims of this thesis is to create a multi-layers mobile robot with rapid prototype board and to write a code as reusable as possible. The robot have capable to navigate in an environment and interact with it via the sensors and the actuators so three layer areimplemented. The first layer takes the data from sensors and the second implement the locomotion, each of this have a computational capability given by MCU, and the third layer given by Raspberry Pi is necessary for working as orchestrator and provides userremote control. As application level the Robotic Operating System (ROS) framework is used, with rosserial macro-package to implement a serial communication and to allow the MCU to act as a ROS node. Instead, concerning the communication level the CAN-Bus communication protocol is used to transmit ros frames over the bus. To this end,appropriate modifications have been made in rosserial packages, as described in the following chapters.

Lo scopo di questa tesi è stato quello di creare un robot mobile multi-livello con schede di prototipazione rapide e scrivere un codice più riusabile possibile. Il robot ha la capacità di navigare in un ambiente e interagire con esso tramite sensori e attuatori. Per farlo tre livelli sono implementati: il primo per prelevare dati dai sensori, il secondo implementa la locomozione, ciascuno dei due ha capacità computazionali indipendenti fornite dalle MCU, e il terzo livello dato da una Raspberry Pi è necessario per avere un orchestratore e fornire il controllo remoto dell'utente. A livello applicativo il framework ROS è utilizzato, con il macro-pacchetto rosserial per implementare una comunicazione seriale e permettere alle MCUs di agire come nodi ROS. Invece, a livello di comunicazione è stato scelto il protocollo di comunicazione CAN-Bus per trasmettere i pacchetti ros su bus. Per implementare questa struttura opportune modifiche sono state eseguite nel pacchetto rosserial, come descritto nei seguenti capitoli.