Navigace mobilních robotů

Navigation of mobile robots

dizertace

čeština

Mobilní robotika je v posledních letech velice diskutované a rozšířené téma. Souvisí to především se stále se zdokonalující výpočetní technikou, která tak umožňuje vyvíjet stále složitější a dokonalejší roboty. Cílem tohoto snažení je vytvořit robota, schopného se autonomně pohybovat ve zvoleném prostředí. Pro tento úkol je nutné, aby si robot vytvořil mapu, ve které bude svůj pohyb plánovat. V současné době se za standard v mapování považují pravděpodobnostní algoritmy založené na metodě SLAM. Tato disertační práce se zabývá návrhem plánovacího algoritmu právě pro metodu SLAM. Popisuje plánování pohybu pro robota vybaveného dvojicí kamer, tzv. stereokamerou, umístěnou na pohyblivé platformě. Plánování pohybu je navržené s ohledem na použití algoritmů, které budou v obraze ze stereokamery vyhledávat význačné body a z těch pak pomocí triangulace tvořit mapu, nebo také model prostředí. Přínos práce by se dal rozdělit do tří částí. V první je popsán způsob vyznačování plochy, ve které pak bude robot plánovat svůj pohyb. Druhá část se zabývá samotným plánováním pohybu robota v této mapě. Bere při tom v úvahu vlastnosti algoritmu SLAM a snaží se tedy toto plánování navrhnout tak, aby vytvořená mapa byla co nejpřesnější. Ve třetí části je pak popsán pohyb platformy, která nese kamery. V této části se využívá toho, že robot může svými kamerami sledovat i jiná místa, než jsou ta ve směru jeho pohybu. To mu umožní prozkoumat mnohem větší prostor bez přílišné ztráty informace o své přesné poloze.

Mobile robotics has been very discussed and wide spread topic recently. This due to the development in the computer technology that allows us to create better and more sophisticated robots. The goal of this effort is to create robots that will be able to autonomously move in the chosen environment. To achieve this goal, it is necessary for the robot to create the map of its environment, where the motion planning will occur. Nowadays, the probabilistic algorithms based on the SLAM algorithm are considered standard in the mapping in these times. This Phd. thesis deals with the proposal of the motion planning of the robot with stereocamera placed on the pan-and-tilt unit. The motion planning is designed with regard to the use of algorithms, which will look for the significant features in the pair of the images. With the use of the triangulation the map, or a model will be created. The benefits of this work can be divided into three parts. In the first one the way of marking the free area, where the robot will plan its motion, is described. The second part describes the motion planning of the robot in this free area. It takes into account the properties of the SLAM algorithm and it tries to plan the exploration in order to create the most precise map. The motion of the pan-and-tilt unit is described in the third part. It takes advantage of the fact that the robot can observe places that are in the different directions than the robot moves. This allows us to observe much bigger space without losing the information about the precision of the movements.

robotics, SLAM, Delaunay Triangulation, Constrained Delaunay Triangulation, particle filter, path-planning, goal point selection, active vision

robotics, SLAM, Delaunay Triangulation, Constrained Delaunay Triangulation, particle filter, path-planning, goal point selection, active vision

ROZMAN, J.

22. 10. 2011

Brno

96

https://www.fit.vut.cz/research/publication/9825/

disertacka.pdf