In meiner Doktorarbeit integriere ich einen industriellen Roboterarm in einem CT-Labor für die flexible Bildgebung von Proben. Zu meinen Aufgaben in diesem Projekt gehörten
• die Simulation und Steuerung des FRANKA EMIKA Panda Roboterarms
• die Entwicklung von Probenhaltern mittels 3D-Druck Verfahren
• die geometrische Kalibrierung der exakten Position der Proben auf den CT Aufnahmen mit Probenhalter und Optimierungsalgortihmen
• die Entwicklung von intelligenten Aufnahmestrategien für optimale Bildqualität und reduzierte Strahlendosis
• das Erstellen einer Web-basierten Benutzeroberfläche für die Steuereung des Roboterarms und die Visualisierung der Messergebnisse
Die Software für die Steuerung des Roboterarms integrierte ich mit folgenden Komponenten in ein eigenständiges Software-Paket:
• ROS Middleware für effizienten Datenaustausch zwischen unabhängigen Prozessen
• Sichere Manipulation des Roboterarms mittels MoveIt! Framework, inklusive persistenter Kodierung der Umgebung für die Kollisionsdetektion
• Implemetieren von ROS-Prozessen zur Robotersteuerung mit C++, hauptsächlich unter Nutzung der Standard- sowie Boost-Bibliotheken
• Implemetieren von ROS-Prozessen zur Kalibrierung und Bildanalyse mit Python, hauptsächlich unter Nutzung von Bibliotheken wie NumPy, SciPy und OpenCV
• Positionierungsplanung des Roboterarm End-Effektors am Ziel für Proben mit dynamischer Größe
• Trajektorienplanung und Persistenz für zirkuläre, spherische sowie dynamische Trajektorien mit Recovery Routine im Falle fehlerhafter Ausführung
• Erstellen und Aktualisieren der Koordinatentransformationen mittels tf Komponente
• Schnittstellendefinitionen für Datenaustausch zwischen Prozessen im Bereich von KB bis GB
• Visualisierung mittels RViz und eigener ReactJS Web-Oberfläche
• Simulation des Roboterarms in Gazebo
• Erstellen einer Continuous Integration Pipeline in GitLab