Robotnavigering

Robotnavigering med hjälp av visuell och sensorimotorisk information (2013)

Robotlokalisering anger robotens förmåga att fastställa sin egen position och orientering inom referensramen . Banplanering är i praktiken en förlängning av lokalisering, eftersom den kräver bestämning av robotens nuvarande position och en position för en målplats, båda inom samma referensram eller koordinater. Kartbyggnad kan vara i form av en metrisk karta eller valfri notation som beskriver platser i robotens referensram.

För alla mobila enheter är förmågan att navigera i sin omgivning viktig. Att undvika farliga situationer som kollisioner och osäkra förhållanden ( temperatur , strålning, exponering för väder, etc.) kommer först, men om roboten har ett syfte som relaterar till specifika platser i robotmiljön måste den hitta dessa platser. Den här artikeln kommer att presentera en översikt över navigeringsförmågan och försöka identifiera de grundläggande blocken i ett robotnavigeringssystem, typer av navigationssystem och en närmare titt på dess relaterade byggnadskomponenter.

Robotnavigering innebär robotens förmåga att bestämma sin egen position i sin referensram och sedan planera en väg mot någon målplats. För att kunna navigera i sin omgivning kräver roboten eller någon annan mobilitet representation, det vill säga en karta över miljön och förmågan att tolka den representationen.

Navigering kan definieras som en kombination av de tre grundläggande kompetenserna:

1. Självlokalisering
2. Vägplanering
3. Kartbyggnad och karttolkning

Vissa robotnavigeringssystem använder samtidig lokalisering och kartläggning för att generera 3D-rekonstruktioner av sin omgivning.

Vision-baserad navigering

Vision-baserad navigering eller optisk navigering använder datorseende algoritmer och optiska sensorer, inklusive laserbaserad avståndsmätare och fotometriska kameror som använder CCD- matriser, för att extrahera de visuella egenskaper som krävs för lokalisering i den omgivande miljön. Det finns dock en rad tekniker för navigering och lokalisering med hjälp av syninformation, huvudkomponenterna i varje teknik är:

• representationer av miljön.
• avkännande modeller.
• lokaliseringsalgoritmer.

För att ge en överblick över synbaserad navigering och dess tekniker klassificerar vi dessa tekniker under inomhusnavigering och utomhusnavigering .

Inomhusnavigering

Egomotion-uppskattning från en rörlig kamera

Det enklaste sättet att få en robot att gå till en målplats är helt enkelt att guida den till denna plats. Denna vägledning kan göras på olika sätt: gräva ner en induktiv slinga eller magneter i golvet, måla linjer på golvet, eller genom att placera ut fyrar, markörer, streckkoder etc. i miljön. Sådana automatiserade styrda fordon (AGV) används i industriella scenarier för transportuppgifter. Inomhusnavigering av robotar är möjlig med IMU-baserade inomhuspositioneringsanordningar.

Det finns ett mycket bredare utbud av inomhusnavigeringssystem. Den grundläggande referensen för inomhus- och utomhusnavigeringssystem är "Vision for mobile robot navigation: a survey" av Guilherme N. DeSouza och Avinash C. Kak.

Se även "Visionsbaserad positionering" och AVM Navigator .

Autonoma flygledare

Typiska autonoma flygkontroller med öppen källkod har förmågan att flyga i helautomatiskt läge och utföra följande operationer;

• Ta av från marken och flyg till en definierad höjd
• Flyg till en eller flera waypoints
• Bana runt en angiven punkt
• Återgå till startpositionen
• Gå ner med en angiven hastighet och landa flygplanet

Flygkontrollen ombord förlitar sig på GPS för navigering och stabiliserad flygning och använder ofta ytterligare satellitbaserade förstärkningssystem (SBAS) och höjdsensorer (barometertryck).

Tröghetsnavigering

Vissa navigationssystem för luftburna robotar är baserade på tröghetssensorer .

Akustisk navigering

Autonoma undervattensfarkoster kan styras av akustiska undervattenspositioneringssystem . Navigationssystem som använder ekolod har också utvecklats.

Radionavigering

Robotar kan också bestämma sina positioner med hjälp av radionavigering .

Se även

• Elektronisk navigering
• Platsmedvetenhet
• Fordonsautomation

Vidare läsning

• Desouza, GN; Kak, AC (2002). "Vision för mobil robotnavigering: En undersökning". IEEE-transaktioner på mönsteranalys och maskinintelligens . 24 (2): 237–267. doi : 10.1109/34.982903 .
• Mobile Robot Navigation Jonathan Dixon, Oliver Henlich - 10 juni 1997
•   BECKER, M. ; DANTAS, Carolina Meirelles ; MACEDO, Weber Perdigão, " Procedur för att undvika hinder för mobila robotar ". I: Paulo Eigi Miyagi; Oswaldo Horikawa; Emilia Villani. (Org.). ABCM Symposium Series in Mechatronics , volym 2. 1 ed. São Paulo - SP: ABCM, 2006, v. 2, sid. 250-257. ISBN 978-85-85769-26-0

externa länkar

• linjespårningssensorer för robotar och dess algoritmer