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