Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Роботизированное картографирование - это дисциплина, связанная с компьютерным зрением [1] и картографией . Задача автономного робота - создать (или использовать) карту (для использования на открытом воздухе) или план этажа (для использования в помещении) и локализовать в нем себя и свои базы для подзарядки или маяки. Роботизированное картографирование - это отрасль, которая занимается изучением и применением способности локализовать себя на карте / плане, а иногда и создавать карту или план этажа с помощью автономного робота.

Слепого действия эволюционной формы может быть достаточно, чтобы некоторым животным выжить. Например, для некоторых насекомых окружающая среда не интерпретируется как карта, и они выживают только при срабатывании триггера. Чуть более проработанная стратегия навигации значительно расширяет возможности робота. Когнитивные карты позволяют планировать и использовать текущее восприятие, запомненные события и ожидаемые последствия.

Операция [ править ]

У робота есть два источника информации: идиотический и аллотетический . Находясь в движении, робот может использовать такие методы счисления , как отслеживание числа оборотов своих колес; это соответствует идиотическому источнику и может дать абсолютное положение робота, но подвержено совокупной ошибке, которая может быстро расти.

Allothetic источник соответствует датчики робота, как камера, микрофон, лазер , лидара или гидролокатора . [ необходимая цитата ] Проблема здесь в " алиасинге восприятия ". Это означает, что два разных места могут восприниматься как одно и то же. Например, в здании практически невозможно определить местоположение только с помощью визуальной информации, потому что все коридоры могут выглядеть одинаково. [2] Трехмерные модели окружающей среды робота могут быть созданы с помощью датчиков изображения дальности [3] или 3D-сканеров . [4] [5]

Представление карты [ править ]

Внутреннее представление карты может быть «метрическим» или «топологическим»: [6]

  • Метрическая структура является наиболее распространенной для людей и рассматривает двумерное пространство, в котором размещаются объекты. Объекты размещаются с точными координатами. Это представление очень полезно, но оно чувствительно к шуму, и трудно точно рассчитать расстояния.
  • Топологическая структура рассматривает только места и отношения между ними. Часто расстояния между местами запоминаются. Тогда карта представляет собой граф , в котором узлы соответствуют местам, а дуги соответствуют путям.

Многие методы используют вероятностные представления карты, чтобы справиться с неопределенностью.

Существует три основных метода представления карт: карты свободного пространства, карты объектов и составные карты. В них используется понятие сетки, но разрешающая способность сетки может изменяться, так что она может становиться более тонкой там, где требуется большая точность, и более грубой, когда карта однородна.

Изучение карты [ править ]

Изучение карты нельзя отделить от процесса локализации, и возникают трудности, когда ошибки локализации включаются в карту. Эта проблема обычно называется одновременной локализацией и отображением (SLAM).

Важной дополнительной проблемой является определение, находится ли робот в уже сохраненной части среды или никогда не посещался. Одним из способов решения этой проблемы является использование электрических маяков , связи ближнего поля (NFC), Wi-Fi , связи в видимом свете (VLC), а также Li-Fi и Bluetooth . [7]

Планирование пути [ править ]

Планирование пути является важным вопросом, поскольку оно позволяет роботу добраться из точки А в точку Б. Алгоритмы планирования пути измеряются их вычислительной сложностью. Возможность планирования движения в реальном времени зависит от точности карты (или плана этажа ), местоположения робота и количества препятствий. Топологически проблема планирования пути связана с задачей поиска кратчайшего пути между двумя узлами в графе .

Робот-навигация [ редактировать ]

Основная статья: Робот-навигация

Уличные роботы могут использовать GPS аналогично автомобильным навигационным системам .

Альтернативные системы могут использоваться с планом этажа и маяками вместо карт для внутренних роботов в сочетании с беспроводным оборудованием локализации. [8] Электрические маяки могут помочь в создании дешевых навигационных систем для роботов.

См. Также [ править ]

  • Автомобильная навигационная система
  • Домашний робот
  • AVM навигатор
  • Счисление
  • Электрический маяк
  • GPS
  • Домашняя автоматизация для пожилых людей и инвалидов
  • Интернет вещей (IoT)
  • Система позиционирования в помещении
  • Управление базой данных карт
  • Симулятор лабиринта
  • Мобильный робот
  • Neato Robotics
  • Патрульный бот
  • Система определения местоположения в реальном времени (RTLS).
  • Набор робототехники
  • Сетка занятости
  • Одновременная локализация и отображение (SLAM)
  • Международная задача для нескольких автономных наземных роботов : задача, требующая, чтобы несколько транспортных средств совместно отображали крупную динамическую городскую среду.
  • Поиск пути
  • Система позиционирования Wi-Fi (WPS)

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Фернандес-Мадригал, Хуан-Антонио (30 сентября 2012 г.). Одновременная локализация и картография для мобильных роботов: введение и методы: введение и методы . IGI Global. ISBN 978-1-4666-2105-3.
  2. ^ Filliat, Давид и Жан-Arcady Мейер. « Картографическая навигация в мобильных роботах :: I. Обзор стратегий локализации ». Исследование когнитивных систем 4.4 (2003): 243-282.
  3. ^ Йенсен, Бьорн и др. Лазерная съемка с помощью мобильных роботов: от оценки позы до 3D-моделей . ETH-Zürich, 2005, 2005.
  4. ^ Surmann, Хартмут, Андреас Nüchter и Joachim Герцберг. « Автономный мобильный робот с трехмерным лазерным дальномером для трехмерного исследования и оцифровки внутренней среды ». Робототехника и автономные системы 45.3-4 (2003): 181-198.
  5. ^ Малик, Аамир Саид (30 ноября 2011 г.). Карты глубины и приложения для построения трехмерных изображений: алгоритмы и технологии: алгоритмы и технологии . IGI Global. ISBN 978-1-61350-327-0.
  6. ^ Thrun, Себастьян . « Изучение метрико-топологических карт для навигации мобильных роботов в помещении ». Искусственный интеллект 99.1 (1998): 21-71.
  7. ^ https://www.indooratlas.com/
  8. ^ "Автономная пассивная мобильная роботизированная система с поддержкой RFID для внутреннего позиционирования" (PDF) . Проверено 19 октября 2015 года .