Роботизированное картографирование
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( октябрь 2018 г. ) |
Роботизированное картографирование — это дисциплина, связанная с компьютерным зрением. [1] и картография . Цель автономного робота — иметь возможность построить (или использовать) карту (для использования на открытом воздухе) или план этажа (для использования в помещении), а также локализовать на ней себя и свои базы подзарядки или маяки. Роботизированное картографирование – это отрасль, которая занимается изучением и применением способности локализоваться на карте/плане, а иногда и построить карту или план этажа с помощью автономного робота .
Слепое действие, сформировавшееся в ходе эволюции, может оказаться достаточным для сохранения жизни некоторым животным. Например, для некоторых насекомых окружающая среда не интерпретируется как карта, и они выживают только благодаря спровоцированной реакции. Немного более продуманная стратегия навигации значительно расширяет возможности робота. Когнитивные карты позволяют планировать и использовать текущие представления, запомненные события и ожидаемые последствия.
Операция
[ редактировать ]У робота есть два источника информации: идиотетический и аллотетический . Во время движения робот может использовать методы счисления , такие как отслеживание количества оборотов его колес; это соответствует идиотетическому источнику и может дать абсолютное положение робота, но подвержено кумулятивной ошибке, которая может быстро расти.
Аллотетический , источник соответствует датчикам робота, таким как камера, микрофон лазер , лидар или сонар . [ нужна ссылка ] Проблема здесь в « перцептивном псевдониме ». Это означает, что два разных места могут восприниматься как одно и то же. Например, в здании практически невозможно определить местоположение исключительно по визуальной информации, поскольку все коридоры могут выглядеть одинаково. [2] Трехмерные модели окружающей среды робота могут быть созданы с помощью изображения дальнего действия. датчиков [3] или 3D-сканеры . [4] [5]
Представление карты
[ редактировать ]Внутреннее представление карты может быть «метрическим» или «топологическим»: [6]
- Метрическая система является наиболее распространенной для человека и рассматривает двумерное пространство, в котором размещаются объекты. Объекты размещаются с точными координатами. Это представление очень полезно, но оно чувствительно к шуму и затрудняет точный расчет расстояний.
- Топологическая структура учитывает только места и отношения между ними. Часто расстояния между местами сохраняются. 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. Они используют понятие сетки, но позволяют изменять разрешение сетки, чтобы оно могло становиться более мелким там, где требуется большая точность, и более грубым, если карта однородна.
Изучение карты
[ редактировать ]Изучение карт нельзя отделить от процесса локализации, и трудности возникают, когда в карту включаются ошибки локализации. Эту проблему обычно называют одновременной локализацией и картографированием (SLAM).
Важной дополнительной проблемой является определение того, находится ли робот в уже сохраненной или никогда не посещаемой части среды. Одним из способов решения этой проблемы является использование электрических маяков , связи ближнего радиуса действия (NFC), Wi-Fi , связи видимым светом (VLC), а также Li-Fi и Bluetooth . [7]
Планирование пути
[ редактировать ]Планирование пути является важной проблемой, 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 помещения ), локализации робота и количества препятствий. Топологически проблема планирования пути связана с проблемой поиска кратчайшего пути между двумя узлами графа .
Робот-навигация
[ редактировать ]Наружные 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 роботов.
См. также
[ редактировать ]- Автомобильная навигационная система
- Домашний робот
- АВМ-навигатор
- Мертвая расплата
- Электрический маяк
- GPS
- Домашняя автоматизация для пожилых людей и инвалидов
- Интернет вещей (IoT)
- Система внутреннего позиционирования
- Управление картографической базой данных
- Симулятор Лабиринта
- Мобильный робот
- Неато Робототехника
- ПатрульБот
- Система локации в реальном времени (RTLS).
- Комплекс робототехники
- Сетка занятости
- Одновременная локализация и картографирование (SLAM)
- Международная задача мультиавтономных наземных роботов : задача, требующая нескольких транспортных средств для совместного картографирования большой динамичной городской среды.
- Навигация
- Система позиционирования Wi-Fi (WPS)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фернандес-Мадригал, Хуан-Антонио (30 сентября 2012 г.). Одновременная локализация и картографирование для мобильных роботов: Введение и методы: Введение и методы . IGI Global. ISBN 978-1-4666-2105-3 .
- ^ Филлиат, Дэвид и Жан-Аркади Мейер. « Картографическая навигация в мобильных роботах:: I. Обзор стратегий локализации ». Исследования когнитивных систем 4.4 (2003): 243-282.
- ^ Йенсен, Бьёрн и др. Лазерная дальномерная визуализация с помощью мобильных роботов: от оценки позы к 3D-моделям . ETH-Цюрих, 2005, 2005 г.
- ^ Сурманн, Хартмут, Андреас Нюхтер и Иоахим Герцберг. « Автономный мобильный робот с 3D-лазерным дальномером для 3D-исследования и оцифровки помещений ». Робототехника и автономные системы 45.3-4 (2003): 181-198.
- ^ Малик, Аамир Саид (30 ноября 2011 г.). Приложения для карт глубины и трехмерных изображений: Алгоритмы и технологии: Алгоритмы и технологии . IGI Global. ISBN 978-1-61350-327-0 .
- ^ Трун, Себастьян . « Изучение метрико-топологических карт для навигации мобильных роботов в помещении ». Искусственный интеллект 99.1 (1998): 21-71.
- ^ «Ваш партнер в создании умных внутренних пространств» . ИндорАтлас .
- ^ «Автономная мобильная роботизированная система с пассивной RFID-технологией для позиционирования в помещении» (PDF) . Проверено 19 октября 2015 г.
| Основные статьи |  | |
|---|---|---|
| Типы | ||
| Классификации | ||
| Передвижение | ||
| Навигация и картографирование | ||
| Исследовать | ||
| Компании |
| |
| Связанный | ||
