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:

  1. Самостоятельная локализация
  2. Планирование пути
  3. Построение и интерпретация карт

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

Навигация на основе зрения

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 .

Внутренняя навигация

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).

Инерциальная навигация

Некоторые навигационные системы для бортовых роботов основаны на инерциальных датчиках .

Акустическая навигация

Автономные подводные аппараты могут управляться системами подводного акустического позиционирования . Также были разработаны системы навигации с использованием гидролокатора .

Радионавигация

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

Внешние ссылки