Робот-навигация - Robot navigation
Локализация робота означает способность робота определять свое собственное положение и ориентацию в системе координат . Планирование пути фактически является расширением локализации, поскольку оно требует определения текущего положения робота и положения целевого местоположения, как в одной системе отсчета, так и в одной системе координат. Построение карты может иметь форму метрической карты или любой записи, описывающей местоположения в системе координат робота.
Для любого мобильного устройства важна возможность навигации в его среде. На первом месте стоит предотвращение опасных ситуаций, таких как столкновения и небезопасные условия ( температура , радиация, воздействие погодных условий и т. Д.), Но если у робота есть цель, связанная с определенными местами в среде робота, он должен найти эти места. В этой статье будет представлен обзор навыков навигации и попытаться определить основные блоки навигационной системы робота , типы навигационных систем и более подробно изучить связанные с ней компоненты здания.
Навигация робота означает способность робота определять свое собственное положение в системе отсчета, а затем планировать путь к некоторой цели. Для навигации в окружающей среде роботу или любому другому мобильному устройству требуется представление, то есть карта окружающей среды и способность интерпретировать это представление.
Навигацию можно определить как комбинацию трех основных компетенций:
- Самостоятельная локализация
- Планирование пути
- Построение и интерпретация карт
Некоторые системы навигации роботов используют одновременную локализацию и картографирование для создания трехмерных реконструкций своего окружения.
Навигация на основе технического зрения или оптическая навигация использует алгоритмы компьютерного зрения и оптические датчики, включая лазерный дальномер и фотометрические камеры с матрицами ПЗС , для извлечения визуальных характеристик, необходимых для локализации в окружающей среде. Однако существует ряд методов навигации и определения местоположения с использованием визуальной информации, основными компонентами каждого из которых являются:
- представления окружающей среды.
- сенсорные модели.
- алгоритмы локализации.
Чтобы дать обзор визуальной навигации и ее методов, мы классифицируем эти методы как внутреннюю навигацию и внешнюю навигацию .
Самый простой способ заставить робота отправиться в нужное место - просто направить его к этому месту. Это руководство может осуществляться разными способами: закапывать индуктивную петлю или магниты в пол, рисовать линии на полу или размещать маяки, маркеры, штрих-коды и т. Д. В окружающей среде. Такие автоматизированные транспортные средства (AGV) используются в промышленных сценариях для транспортных задач. Внутренняя навигация роботов возможна с помощью внутренних устройств позиционирования на базе IMU.
Существует гораздо больше разнообразных систем навигации для помещений. Основным справочником по внутренним и наружным навигационным системам является "Vision для навигации мобильных роботов: обзор" Гильерме Н. ДеСуза и Авинаша К. Кака.
См. Также «Позиционирование на основе зрения» и навигатор AVM .
Автономные контроллеры полета
Типичные автономные контроллеры полета с открытым исходным кодом могут летать в полностью автоматическом режиме и выполнять следующие операции;
- Взлетайте с земли и летите на заданную высоту
- Летите к одной или нескольким путевым точкам
- Орбита вокруг обозначенной точки
- Вернуться в исходное положение
- Снизьтесь с указанной скоростью и приземлите самолет.
Бортовой контроллер полета полагается на GPS для навигации и стабилизированного полета и часто использует дополнительные спутниковые системы функционального дополнения (SBAS) и датчик высоты (барометрического давления).
Некоторые навигационные системы для бортовых роботов основаны на инерциальных датчиках .
Автономные подводные аппараты могут управляться системами подводного акустического позиционирования . Также были разработаны системы навигации с использованием гидролокатора .
Роботы также могут определять свое местоположение с помощью радионавигации .
Смотрите также
Рекомендации
дальнейшее чтение
- Desouza, GN; Как, AC (2002). «Видение для навигации мобильных роботов: обзор». IEEE Transactions по анализу шаблонов и машинному анализу . 24 (2): 237–267. DOI : 10.1109 / 34.982903 .
- Навигация мобильных роботов Джонатан Диксон, Оливер Хенлих - 10 июня 1997 года
- БЕККЕР, М.; ДАНТАС, Каролина Мейреллес; MACEDO, Weber Perdigão, « Процедура обхода препятствий для мобильных роботов ». В: Пауло Эйги Мияги; Освальдо Хорикава; Эмилия Виллани. (Орг.). Серия симпозиумов ABCM по мехатронике , Том 2. 1 изд. Сан-Паулу - SP: ABCM, 2006, т. 2, стр. 250-257. ISBN 978-85-85769-26-0