stringtranslate.com

Навигация робота

Навигация робота с использованием визуальной и сенсомоторной информации (2013)

Локализация робота обозначает способность робота устанавливать свое собственное положение и ориентацию в системе отсчета . Планирование пути фактически является расширением локализации, поскольку оно требует определения текущего положения робота и положения целевого местоположения, как в одной и той же системе отсчета или координат. Построение карты может быть в форме метрической карты или любой нотации, описывающей местоположения в системе отсчета робота. [ необходима цитата ]

Для любого мобильного устройства важна способность ориентироваться в окружающей среде. Избежание опасных ситуаций, таких как столкновения и небезопасные условия ( температура , радиация, воздействие погодных условий и т. д.), стоит на первом месте, но если у робота есть цель, которая связана с определенными местами в среде робота, он должен найти эти места. В этой статье будет представлен обзор навыка навигации и попытка определить основные блоки навигационной системы робота , типы навигационных систем и более подробно рассмотреть связанные с ней компоненты конструкции.

Навигация робота означает способность робота определять свое собственное положение в своей системе отсчета , а затем планировать путь к некоторому целевому местоположению. Для того чтобы ориентироваться в своей среде, роботу или любому другому устройству мобильности требуется представление, т. е. карта среды и способность интерпретировать это представление.

Навигацию можно определить как совокупность трех основных компетенций: [1]

  1. Самолокализация
  2. Планирование пути
  3. Картографирование и интерпретация карт

Некоторые системы навигации роботов используют одновременную локализацию и картографирование для создания трехмерных реконструкций своего окружения. [2]

Навигация на основе зрения

Навигация на основе зрения или оптическая навигация использует алгоритмы компьютерного зрения и оптические датчики, включая лазерный дальномер и фотометрические камеры с использованием ПЗС- матриц, для извлечения визуальных характеристик, необходимых для локализации в окружающей среде. Однако существует ряд методов навигации и локализации с использованием информации о зрении, основными компонентами каждого метода являются:

Чтобы дать общее представление о навигации на основе зрения и ее методах, мы классифицируем эти методы на навигацию внутри помещений и навигацию вне помещений.

Навигация внутри помещения

Оценка эгомоции с помощью движущейся камеры

Самый простой способ заставить робота идти к цели — просто направить его к этому месту. Это руководство можно осуществить разными способами: закопав индуктивную петлю или магниты в пол, нарисовав линии на полу или разместив маяки, маркеры, штрихкоды и т. д. в окружающей среде. Такие автоматически управляемые транспортные средства (AGV) используются в промышленных сценариях для транспортных задач. Внутренняя навигация роботов возможна с помощью внутренних позиционирующих устройств на основе IMU. [3] [4]

Существует гораздо большее разнообразие систем навигации в помещениях. Основной справочник по системам навигации в помещениях и на открытом воздухе — «Vision for mobile robot navigation: a survey» Гильерме Н. ДеСоуза и Авинаша К. Кака.

См. также «Позиционирование на основе зрения» и AVM Navigator .

Автономные контроллеры полета

Типичные автономные контроллеры полета с открытым исходным кодом способны летать в полностью автоматическом режиме и выполнять следующие операции:

Бортовой контроллер полета использует GPS для навигации и стабилизации полета, а также часто использует дополнительные спутниковые системы дополнения (SBAS) и датчик высоты (барометрического давления). [5]

Инерциальная навигация

Некоторые навигационные системы для летательных аппаратов основаны на инерциальных датчиках . [6]

Акустическая навигация

Автономные подводные аппараты могут управляться подводными акустическими системами позиционирования . [7] Также были разработаны навигационные системы с использованием сонара . [8]

Радионавигация

Роботы также могут определять свое местоположение с помощью радионавигации . [9]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Стахнисс, Сирилл. «Роботизированное картографирование и исследование». Т. 55. Springer, 2009.
  2. ^ Фуэнтес-Пачеко, Хорхе, Хосе Руис-Асенсио и Хуан Мануэль Рендон-Манча. «Визуальная одновременная локализация и картографирование: обзор». Обзор искусственного интеллекта 43.1 (2015): 55-81.
  3. ^ Чен, Ч.; Чай, В.; Насир, АК; Рот, Х. (апрель 2012 г.). «Навигация мобильного робота для помещений на основе бюджетного ИМУ с использованием одометрии и Wi-Fi с использованием динамических ограничений». Труды симпозиума IEEE/ION Position, Location and Navigation 2012 г. стр. 1274–1279. doi :10.1109/PLANS.2012.6236984. ISBN 978-1-4673-0387-3. S2CID  19472012.
  4. ^ GT Silicon (2017-01-07), Потрясающий робот с крутой навигацией и мониторингом в реальном времени, заархивировано из оригинала 2021-12-12 , извлечено 2018-04-04
  5. ^ "Летающий | АвтоКвад".
  6. ^ Бруно Сицилиано; Усама Хатиб (20 мая 2008 г.). Справочник Спрингера по робототехнике. Springer Science & Business Media. стр. 1020–. ISBN 978-3-540-23957-4.
  7. ^ Мэй Л. Сето (9 декабря 2012 г.). Автономность морских роботов. Springer Science & Business Media. стр. 35–. ISBN 978-1-4614-5659-9.
  8. ^ Джон Дж. Леонард; Хью Ф. Даррант-Уайт (6 декабря 2012 г.). Направленное зондирование сонаром для навигации мобильных роботов. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4615-3652-9.
  9. ^ Олег Сергиенко (2019). Машинное зрение и навигация. Springer Nature. С. 172–. ISBN 978-3-030-22587-2.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки