The paper presents a tentative solution to the problem of olfaction-based mobile robot navigation in the chemical plume. This type of navigation requires fast and reliable detection of small gradient of gas concentration in 3D space. The special sensor system designed to detect odour plume with significantly reduced inertia named ”chemical scanner” was proposed [5]. A special aƩention has been given to evaluate sensing system performance in stable and repeatable conditions. The ability to detect small gradient of gas concentration was examined on a special test bench. The real spatial distribution of tested gas in the air was estimated using CFD simulation. The results proved that the real-time detection of small (a few percent of measured value) difference in gas concentration on very short distance (a several centimetres range) is possible. The next stage of research will examine of the developed sensor system on the mobile plaƞorm for its navigation.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca opisuje opracowany miniaturowy system pomiarowy z półprzewodnikowym czujnikiem gazów, dedykowany do pomiarów stężeń lotnych związków organicznych w trybie mobilnym, z wykorzystaniem miniaturowego czterowirnikowego śmigłowca jako platformy nośnej. W artykule przedstawione zostały charakterystyki statyczne i dynamiczne opracowanego modułu pomiarowego, wraz z procedura˛ kalibracji. Wstępne eksperymenty wykazały potencjalną przydatność takiego rozwiązania w systemach inspekcyjnych np. w zadaniu lokalizacji źródeł wycieków.
EN
This study describes developed miniature measuring system based on semiconductor gas sensor, dedicated to measurements of concentrations of volatile organic compounds in mobile mode, using a miniature quadrocopter as carrier platform. This article presents static and dynamic characteristics of developed sensor module and the calibration procedure. Preliminary experiments have demonstrated the potential usefulness of such solution in inspection systems such as localization of leaks in industries.
Praca przedstawia wstępne rozwiązanie problemu nawigacji zapachowej robota mobilnego w smudze chemicznej. Taki rodzaj nawigacji wymaga szybkiego i niezawodnego wykrywania lokalnych zmian stężenia gazu w przestrzeni 3D. Opracowano system zdwojonego skanera chemicznego, dedykowany do wykrywania gradientu zapachu smudze chemicznej. Zdolność wykrywania gradientu stężenia gazu badano na specjalnie zaprojektowanym stanowisku eksperymentalnym. Przestrzenny rozkład badanego gazu w powietrzu oszacowano za pomocą symulacji obliczeniowej dynamiki płynów (ang. Computational Fluid Dynamics, CFD). Przeprowadzone pomiary pokazały, że system skutecznie wykrywa lokalne małe różnice w stężeniu gazu. Kolejnym etapem badań będzie testowanie opracowanego systemu sensorycznego na platformie mobilnej.
EN
The paper presents a tentative solution to the problem of olfaction-based mobile robot navigation in the chemical plume. This type of navigation requires fast and reliable detection of small gradient of gas concentration in 3D space. The double "chemical scanner system for odour plume detection was proposed. The ability of small gradient of gas concentration detection was examined on a special test bench. The real spatial distribution of tested gas in the air was estimated using CFD simulation. The results proved, that realtime detection of small difference in gas concentration on very small distance is possible. The next stage of research wil be the examination of the developed sensor system on the mobile platform for its navigation.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca przedstawia próbę rozwiązania problemu nawigacji robota mobilnego wzdłuż ścieżki znaczonej substancją chemiczną. Tego rodzaju nawigacja wymaga krótkiego czasu reakcji sensorów gazu na zmiany koncentracji substancji użytej, jako znacznika. W celu poprawy tego parametru dla komercyjnych sensorów opracowano specjalny system pobierania próby z mechanicznym wymuszeniem przepływu gazu przez obudowę sensora. Przedstawiono wyniki eksperymentów pokazujące znaczną poprawę parametrów dynamicznych sensora.
EN
This work deals with the problem of mobile robot navigation along a chemical track. Such navigation requires short response time of gas sensors to concentration changes of the chemical substance. In order to improve this parameter in the commercial gas sensor, dedicated probe sampling system with mechanical enforcing of the gas flow through the sensor housing was developed. The results of experiments showing significant improvement in dynamic parameters of the modified sensor are presented.
Artykuł przedstawia najważniejsze aspekty związane z budową robota mobilnego śledzącego ścieżkę zapachową. Przestawiono problemy wynikające z ograniczeń obecnie dostępnych sensorów chemicznych jak również z samej natury zjawiska. Pokazano sposób utworzenia aktywnego układu sensorycznego opartego na ruchomych czujnikach i wymuszonym przepływie gazu. Przedstawiono zarys odpowiedniego algorytmu sterowania i jego skuteczność.
EN
The paper presents main issues related to the construction of a mobile robot path tracking odor. The problems arising from the limitations of currently available chemical sensors as well as from the nature of gas diffusion is considered. Developed way to create an active sensing system based on the moving sensors and forced gas flow is shown. A suitable control algorithm for solving problems of uncertainty and incompleteness of information, and its effectiveness is demonstrated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.