Development of a ROS2-based PWM thrust control system for unmanned surface vehicles

This thesis contributes to the Autodocking project, an initiative focused on developing autonomous navigation capabilities for unmanned surface vessels (USVs). The project's objective is addressed by specialized teams, each concentrating on critical areas such as perception, navigation, and stabilization. At a software level, the system is built upon the ROS2 framework, leveraging its modularity to define each subsystem as a distinct collection of ROS nodes, facilitating integration through the inherent isolation of the framework. Specifically, this work details the design and implementation of a software subsystem created for the precise control and maneuvering of the USV via its set of thrusters.

Il progetto Autodocking ha l'obiettivo di realizzare un veicolo di superficie autonomo con capacità di navigazione e attracco. Il mio lavoro all'interno del progetto si è focalizzato principalmente sulla progettazione e implementazione del componente software responsabile del controllo dei motori tramite segnali PWM e sulla sua integrazione nel sistema complessivo. L'architettura del sistema si basa su ROS2 Jazzy, che è stato scelto come framework per la sua modularità e i numerosi vantaggi che offre. A livello hardware, i nodi ROS2 che compongono il sottosistema funzionano su un Raspberry Pi 5, il quale controlla i motori utilizzando i suoi pin GPIO. Una volta che il sistema complessivo sarà operativo, il sottosistema di controllo dei motori riceverà comandi dai nodi responsabili della navigazione sfruttando le capacità di comunicazione fornite dal framework ROS2. Questo documento si propone di fornire una comprensione del funzionamento del sottosistema di controllo dei motori e delle scelte fatte nella sua progettazione.