Mozgó robotok irányítását illetően alapvető irányítási feladat a robot célorientált és biztonságos mozgatása. Ezt az irányítási célt részben ismert, részben pedig nem ismert környezetben, akadályok figyelembevétele mellett kell elérni. Az ismert módszerek globális és lokális stratégiákra oszthatók, ahol a globális stratégiák a teljes mozgatási térre adnak optimális útvonalat, míg a lokális módszrek real-time módon végzik el egy-egy körzetre az útvonal számításokat. A globális megoldás minden esetben megtalálja a robot által követendő trajektóriát, ám a szükséges számítások mennyisége jelnetős. A lokális módszerek számításigénye alacsonyabb, viszont az optimális trajektória, vagy akár a egy lehetséges útvonal megtalálása sem garantált. A projekt jellegének megfelelően (számításigényes algoritmusok vizsgálata) a mobil robotok részben ismert vagy változó környezetben történő navigációja területén a dinamikus ablak módszer (GDWA/RHC – Global Dynamic Window Approach with Receding Horizon Control), alkalmazhatóságának kutatásával, algoritmusok vizsgálatával, megfelelő szimulációs környezet kialakításával foglalkoztunk.
A szimulációs környezet megfelelő kialakításával, grafikus megjelenítési interfésszel rendelkező környezetet hoztunk létre a GDWA/RHC algoritmusok fejlesztésének támogatására és a működés validálására. A robot és feladatának meghatározása egy script fájl formájában történik. A script fájlban történő feladatleírás lehetőségeit folyamatosan bővítettük. További általánosításképpen a robot differenciális modelljére vonatkozó kinematikai korlátozást is feloldottuk, ezáltal a robot omnidirekcionális mozgása is modellezhetővé vált.
A robot mozgásterét elemi cellákra osztottuk és a robot mozgását meghatározó navigációs függvényt (Navigation Function) ezen cellákon értelmezve a GDWA/RHC algoritmus hivatott meghatározni. Az útvonaltervezésnek ez egy elegáns módszertanát jelenti, ugyanakkor a kapcsolódó számítások mennyisége sok esetben csak az off-line kiértékelést engedik meg. Az útvonal meghatározáshoz szükséges számítások mennyiségét természetesen a mozgástér cellákra való felbontásának finomsága is befolyásolja. A megoldást az útkereső algoritmusok optimalizációja útján, az ún. szabad (a robot által soha be nem járandó) területek számításokból való kizárásával keressük. Az eddig elért eredményeket, amelyeket a különböző gráf bejárási technikák alkalmazásával tudtunk származtatni, jól felhasználhatók az algoritmusok következő generációjának kialakításához. A viruális folyosók elemzésével láthatóvá válnak azok a szabad területek, amelyekben mentesülni lehet a navigációs függvény kiértékelésétől, ezáltal növelni lehet a teljes útvonalszámítási algoritmus hatékonyságát. A viruális folyosók koncepciójának bevezetésével a teljes útvonalszámítás idejét, ami a start és végpozíció távolságának négyzetével arányos, sikerült közel lineárissá tenni. A kutatás következő fázisában a célkitűzés a GDWA/RHC metodika és a virtuális folyosók elvének szimultán kiterjesztése arra az esetre, amikor a vizsgált robot nem tekinthető pontszerű, hanem tetszőleges polygon által meghatározott alakú.
A robotirányítás területe és alkalmazásra hívó tematikája különleges lehetőségeket nyújtott és nyújt a továbbiakban is a tehetséggondozásra. A beszámolási időszakban MSc-s és BSc-s hallgatók sora tudott közel kerülni gyakorlati robotirányítási feladatokhoz, támogattuk a részvételt önműködő robotok tervezésében és építésében, magyar és nemzetközi robotversenyekre való felkészülésre. Az egyik robotverseny az Eurobot nemzetközi verseny, amely versenyen doktoranduszainkból, a saját és rokon karok hallgatóiból verbuválódott mintegy 15 fős csapat részt vett, és az előkelő 21. helyez szerezte meg a kb. 200-250 induló csapatot számláló nemzetközi mezőnyben. A második verseny a kari szervezésű RobonAut rendezvény, amely a BME Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszéke által MSc hallgatók számára meghirdetett robotverseny. A feladat itt is egy autonóm robot megalkotása, amely robot egy meghatározott elemekből felépülő pálya mentén végrehajtandó feladatok teljesítése során demonstrálja intelligenciáját. A robot alapja egy 1:10-es méretarányú távirányítós modell, mely összkerékmeghajtású, beépített motorszabályzóval és kormányszervóval rendelkezik. A feladat az intelligencia hozzáadásán túlmenően kiegészül az elektronikájának bővítése érzékelőkkel és ezek jeleinek feldolgozásával. A projekt során fejlesztett önműködő robot összesen 50 érzékelő által szolgáltatott adatot dolgoz fel egy FPGA (Field Programable Gate Array), azaz egy programozható hardver segítségével. A hierarchikus irányító rendszer felsőbb szintjét egy mikrokontrolleres kártya valósítja meg, amely további érzékelő modulok adatát fogadva (távolságérzékelők, gyorsulásmérő, giroszkóp) egy felső logika szerint hoz döntéseket. A versenyt 2012 januárjában bonyolítottuk le a Q épület aulájában, a 16 nevezett csapatból (42 hallgató) végül 12 csapat kvalifikálta magát a versenyre. A jó hangulatú egész napos versenyt mintegy 300 fős nézőközönség kísérte figyelemmel, a Magyar Televízió összefoglalót sugárzott róla a Híradóban. A harmadik sikeres robotverseny hallgatóink részvétele volt a május 12-én megrendezett Magyarok a Marson elnevezésű versenyen. A kerettörténet szerint a csapatok feladata olyan rovarszerű robotok építése volt, melyek képesek a zord marsi körülmények között minimális emberi beavatkozással navigálni. A robotokat a versenyzők irányították számítógépeikről, de csupán azt adhatták meg a terem tetejére szerelt kamera közvetítette műholdképen, hogy a gép a pálya melyik pontját közelítse meg. Ráadásul parancsaik - a Mars-járókhoz hasonlóan - késleltetéssel jutottak el a robotokhoz. Hallgatóink gépészmérnök- és közlekedésmérnök hallgatókkal szövetkezve megnyerték Mars Poetica elnevezésű csapattal a versenyt.
