Робот-навигация

Навигация робота с использованием визуальной и сенсомоторной информации (2013 г.)

Локализация робота означает способность робота устанавливать собственное положение и ориентацию в системе отсчета . Планирование пути фактически является расширением локализации, поскольку оно требует определения текущего положения робота и положения целевого местоположения в одной и той же системе отсчета или координат. Построение карты может иметь форму метрической карты или любых обозначений, описывающих местоположения в системе отсчета робота. ^{[ нужна ссылка ]}

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

Навигация робота означает способность робота определять свое положение в системе отсчета , а затем планировать путь к некоторой целевой точке. Чтобы ориентироваться 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 фундаментальных компетенций: ^[1]

Самолокализация
Планирование пути
Составление карт и интерпретация карт

Некоторые навигационные системы роботов используют одновременную локализацию и картографирование для создания трехмерных реконструкций окружающей среды. ^[2]

Навигация на основе визуального представления

Навигация на основе зрения или оптическая навигация использует алгоритмы компьютерного зрения и оптические датчики, в том числе лазерный дальномер и фотометрические камеры с использованием ПЗС- матриц, для извлечения визуальных функций, необходимых для локализации в окружающей среде. Однако существует целый ряд методов навигации и локализации с использованием зрительной информации. Основными компонентами каждого метода являются:

представления окружающей среды.
сенсорные модели.
алгоритмы локализации.

Чтобы дать обзор навигации, основанной на зрении, и ее методов, мы классифицируем эти методы на навигацию в помещении и навигацию на открытом воздухе .

Внутренняя навигация

Оценка эгодвижений с помощью движущейся камеры

Самый простой способ заставить робота добраться до нужного места — просто направить его туда. Это руководство можно осуществлять разными способами: закапывая в пол индуктивную петлю или магниты, рисуя линии на полу или размещая маяки, маркеры, штрих-коды и т. д. в окружающей среде. Такие автоматические управляемые транспортные средства (AGV) используются в промышленных сценариях для транспортных задач. Навигация роботов в помещении возможна с помощью устройств внутреннего позиционирования на базе IMU. ^[3]^[4]

Существует очень широкий выбор внутренних навигационных систем. Базовым справочником по внутренним и внешним навигационным системам является «Видение навигации мобильных роботов: обзор» Гильерме Н. ДеСузы и Авинаша К. Как.

См. также «Позиционирование на основе визуального представления» и AVM Navigator .

Автономные контроллеры полета

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

Взлететь с земли и долететь до заданной высоты.
Лететь к одной или нескольким путевым точкам
Обращение вокруг назначенной точки
Вернитесь в стартовую позицию
Снизьтесь с заданной скоростью и посадите самолет.

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

Инерциальная навигация

Некоторые навигационные системы бортовых роботов основаны на инерциальных датчиках . ^[6]

Акустическая навигация

Автономные подводные аппараты могут управляться системами подводного акустического позиционирования . ^[7] навигационные системы с использованием гидролокатора . Также были разработаны ^[8]

Радионавигация

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

См. также

Ссылки

^ Стахнисс, Кирилл. « Роботизированное картографирование и исследование ». Том. 55. Спрингер, 2009.
^ Фуэнтес-Пачеко, Хорхе, Хосе Руис-Асенсио и Хуан Мануэль Рендон-Манча. « Визуальная одновременная локализация и картографирование: опрос ». Обзор искусственного интеллекта 43.1 (2015): 55-81.
^ Чен, К.; Чай, В.; Насир, АК; Рот, Х. (апрель 2012 г.). «Недорогая навигация мобильного робота в помещении на базе IMU с помощью одометрии и Wi-Fi с использованием динамических ограничений». Материалы симпозиума IEEE/ION по позиционированию, местоположению и навигации 2012 года . стр. 1274–1279. дои : 10.1109/PLANS.2012.6236984 . ISBN 978-1-4673-0387-3 . S2CID 19472012 .
^ GT Silicon (07 января 2017 г.), потрясающий робот с классной навигацией и мониторингом в реальном времени , заархивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. , получено 4 апреля 2018 г.
^ «Полет | АвтоКвад» .
^ Бруно Сицилиано; Усама Хатиб (20 мая 2008 г.). Справочник Спрингера по робототехнике . Springer Science & Business Media. стр. 1020–. ISBN 978-3-540-23957-4 .
^ Мэй Л. Сето (9 декабря 2012 г.). Автономия морских роботов . Springer Science & Business Media. стр. 35–. ISBN 978-1-4614-5659-9 .
^ Джон Дж. Леонард; Хью Ф. Даррант-Уайт (6 декабря 2012 г.). Направленное гидролокационное зондирование для навигации мобильных роботов . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4615-3652-9 .
^ Oleg Sergiyenko (2019). Machine Vision and Navigation . Springer Nature. pp. 172–. ISBN 978-3-030-22587-2 .

Дальнейшее чтение

Десуза, Дж.Н.; Как, AC (2002). «Видение навигации мобильных роботов: опрос». Транзакции IEEE по анализу шаблонов и машинному интеллекту . 24 (2): 237–267. дои : 10.1109/34.982903 .
Навигация мобильного робота. Архивировано 5 апреля 2019 г. в Wayback Machine. Джонатан Диксон, Оливер Хенлих - 10 июня 1997 г.
БЕККЕР, М.; ДАНТАС, Каролина Мейреллес; МАСЕДО, Вебер Пердигао, « Процедура обхода препятствий для мобильных роботов ». В: Пауло Эйги Мияги; Освальдо Хорикава; Эмилия Виллани. (Орг.). Серия симпозиумов ABCM по мехатронике , Том 2. 1-е изд. Сан-Паулу – СП: ABCM, 2006, т. 2, с. 250-257. ISBN 978-85-85769-26-0

Внешние ссылки

датчики слежения за линией для роботов и их алгоритмы

[1] Стахнисс, Кирилл. « Роботизированное картографирование и исследование ». Том. 55. Спрингер, 2009.

[2] Фуэнтес-Пачеко, Хорхе, Хосе Руис-Асенсио и Хуан Мануэль Рендон-Манча. « Визуальная одновременная локализация и картографирование: опрос ». Обзор искусственного интеллекта 43.1 (2015): 55-81.

[3] Чен, К.; Чай, В.; Насир, АК; Рот, Х. (апрель 2012 г.). «Недорогая навигация мобильного робота в помещении на базе IMU с помощью одометрии и Wi-Fi с использованием динамических ограничений». Материалы симпозиума IEEE/ION по позиционированию, местоположению и навигации 2012 года . стр. 1274–1279. дои : 10.1109/PLANS.2012.6236984 . ISBN 978-1-4673-0387-3 . S2CID 19472012 .

[4] GT Silicon (07 января 2017 г.), потрясающий робот с классной навигацией и мониторингом в реальном времени , заархивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. , получено 4 апреля 2018 г.

[5] «Полет | АвтоКвад» .

[SicilianoKhatib2008-6] Бруно Сицилиано; Усама Хатиб (20 мая 2008 г.). Справочник Спрингера по робототехнике . Springer Science & Business Media. стр. 1020–. ISBN 978-3-540-23957-4 .

[Seto2012-7] Мэй Л. Сето (9 декабря 2012 г.). Автономия морских роботов . Springer Science & Business Media. стр. 35–. ISBN 978-1-4614-5659-9 .

[LeonardDurrant-Whyte2012-8] Джон Дж. Леонард; Хью Ф. Даррант-Уайт (6 декабря 2012 г.). Направленное гидролокационное зондирование для навигации мобильных роботов . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4615-3652-9 .

[Sergiyenko-9] Oleg Sergiyenko (2019). Machine Vision and Navigation . Springer Nature. pp. 172–. ISBN 978-3-030-22587-2 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

v т и Робототехника
Основные статьи	Контур Глоссарий Индекс История География зал славы Этика Законы Соревнования AI-соревнования
Типы	Аэробот Антропоморфный Гуманоид Андроид Киборг Гиноид Клейтроника Компаньон Автомат Аниматроник Аудио-Аниматроника Промышленный шарнирно-сочлененный рука Одомашненный Образовательный Развлечение Жонглирование Военный Медицинский Услуга Инвалидность Сельскохозяйственный Общественное питание Розничная торговля ЛУЧ робототехники Мягкая робототехника
Классификации	Биороботика Облачная робототехника Континуумный робот Беспилотный автомобиль антенна земля Мобильный робот Микроботика Наноробототехника Некроботика Роботизированный космический корабль Космический зонд Рой Телеробототехника Подводный дистанционно управляемый Роботизированная рыба
Передвижение	Треки Прогулка Шестиногий Восхождение Электрический одноколесный велосипед Роботизированные плавники
Навигация и картографирование	Планирование движения Одновременная локализация и картографирование Визуальная одометрия Роботизированные системы с визуальным управлением
Исследовать	Эволюционный Комплекты Симулятор Люкс с открытым исходным кодом Программное обеспечение Адаптируемый развивающий Взаимодействие человека и робота Парадигмы Перцептивный Расположен Вездесущий
Компании	Амазонка Робототехника Эниботы Барретт Технолоджи Бостон Динамикс Энергид Технологии FarmWise ФАНУК цифры ИИ Фостер-Миллер Автоматизация сбора урожая Пчелиная робототехника Интуитивный хирургический IРобот ПЛАКАТЬ Звездолетные Технологии Симботический Универсальная робототехника Волк Робототехника Яскава
Связанный	Критика работы Активный экзоскелет Безопасность робототехники на рабочем месте Роботизированный технический жилет Технологическая безработица Проходимость Вымышленные роботы
Категория Контур