使用 ROS2 和 Unity 數位孿生環境的多機器人協同控制
Development of coordination control for multiple FPV robots using ROS2 and Unity digital twin environment
學生 : 曾裕翔
本論文實作一套建構於 ROS 2 架構下的多機器人協作與數位孿生系統,目標是實現多台自主移動機器人間的協同作業與模擬驗證。系統整合四大模組:中央控制、車體導航控制、機械手臂控制與視覺辨識,並透過 ROS 2 平台進行即時資料傳輸與任務協調。
在開發過程中,本論文因只使用機械手臂上的單一深度相機做物件定位,也就是使用第一人稱視角(First-Person View, FPV)操控機器人。相較於傳統的第三人稱視角(third person View)系統,FPV 操作在導航與物體夾取任務上具更高複雜度。
本論文開發基於路徑導航與深度相機資訊的自動化流程如下:首先,機器人透過導航模組移動至目標物附近;當深度相機偵測到物體進入視野,系統便將控制權由導航模組移交給視覺模組。此階段,透過物件辨識技術判斷物體是否位於畫面中心,並依據物體與畫面中心的像素距離,持續微調機器人位置,以穩定接近目標。
當機器人進入指定距離內,開始調整機械手臂,使手臂上的深度相機對準物體中心,並執行向前伸出的夾取動作。夾取成功後,會將自身的座標資訊以 ROS topic 形式傳送給其他機器人。
第二台機器人收到座標後,依相同流程搜尋並微調定位目標,夾取第一台機器人手中的物體,達成多機器人間的協作傳遞任務。