WikiDer > Робот-навигация
Для любого мобильного устройства важна возможность навигации в его среде. Как избежать опасных ситуаций, таких как столкновения и небезопасные условия (температура, радиация, воздействие погоды и т. д.), но если у робота есть цель, связанная с конкретными местами в среде робота, он должен найти эти места. В этой статье представлен обзор навыков навигации и попытка определить основные блоки робота система навигации, типы навигационных систем и более пристальный взгляд на связанные с ними строительные компоненты.
Навигация робота означает способность робота определять свое собственное положение в своем точка зрения а затем спланировать путь к некоторой цели. Для навигации в окружающей среде роботу или любому другому мобильному устройству требуется представление, то есть карта окружающей среды и возможность интерпретировать это представление.
Навигацию можно определить как сочетание трех основных компетенций.[нужна цитата]:
- Самостоятельная локализация
- Планирование пути
- Построение карты и интерпретация карт
Некоторые системы навигации роботов используют одновременная локализация и отображение чтобы генерировать 3D реконструкции своего окружения.[1]
Локализация роботов обозначает способность робота определять свое собственное положение и ориентацию в пределах точка зрения. Планирование пути по сути, является расширением локализации, поскольку требует определения текущего положения робота и местоположения цели, как в пределах одной системы отсчета или координат. Построение карты может иметь форму метрической карты или любой записи, описывающей местоположения в системе координат робота.[нужна цитата]
Навигация на основе зрения или оптическая навигация компьютерное зрение алгоритмы и оптические датчики, в том числе лазерные дальномер и фотометрические камеры с использованием CCD массивы, чтобы извлечь визуальные особенности требуется 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 навигации, основанной на видении, и ее методов, мы классифицируем эти методы как внутренняя навигация и наружная навигация.
Самый простой способ заставить робота отправиться к цели - просто гид это в это место. 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. Такой Автоматизированные транспортные средства (AGV) используются в промышленных сценариях для транспортных задач. Внутренняя навигация роботов возможна с помощью внутренних устройств позиционирования на базе IMU.[2][3]
Существует гораздо больше разнообразных систем навигации для помещений. Основная ссылка на внутренние и внешние навигационные системы: «Видение для навигации мобильных роботов: обзор» Гильерме Н. ДеСуза и Авинаш К. Как.
Также см «Позиционирование на основе видения» и AVM навигатор.
Некоторые недавние алгоритмы наружной навигации основаны на сверточная нейронная сеть и машинное обучение, и способны делать точные пошаговые выводы.[4]
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
- Перелететь 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 (атмосферного давления).[5]
Некоторые навигационные системы для бортовых роботов основаны на инерционные датчики.[6]
Автономные подводные аппараты можно руководствоваться системы подводного акустического позиционирования.[7] Системы навигации с использованием сонар также были разработаны.[8]
Роботы также могут определять свое положение с помощью радионавигация.[9]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Фуэнтес-Пачеко, Хорхе, Хосе Руис-Асенсио и Хуан Мануэль Рендон-Манча. "Визуальная одновременная локализация и картографирование: обзор. »Обзор искусственного интеллекта 43.1 (2015): 55-81.
- ^ Chen, C .; Chai, W .; Насир, А. К .; Рот, Х. (апрель 2012 г.). «Недорогая внутренняя мобильная роботизированная навигация на основе IMU с помощью одометрии и Wi-Fi с использованием динамических ограничений». Материалы симпозиума IEEE / ION по положению, местоположению и навигации 2012 г.: 1274–1279. Дои:10.1109 / PLANS.2012.6236984. ISBN 978-1-4673-0387-3. S2CID 19472012.
- ^ GT Silicon (07.01.2017), Потрясающий робот с крутой навигацией и мониторингом в реальном времени, получено 2018-04-04
- ^ Ран, Линъянь; Чжан, Яньнин; Чжан, Цилинь; Ян, Дао (12.06.2017). «Навигация роботов на основе сверточной нейронной сети с использованием неоткалиброванных сферических изображений» (PDF). Датчики. MDPI AG. 17 (6): 1341. Дои:10,3390 / с17061341. ISSN 1424-8220. ЧВК 5492478. PMID 28604624.
- ^ "Летающий | Автоквад".
- ^ Бруно Сицилиано; Усама Хатиб (20 мая 2008 г.). Справочник Springer по робототехнике. Springer Science & Business Media. С. 1020–. ISBN 978-3-540-23957-4.
- ^ Мэй Л. Сето (9 декабря 2012 г.). Автономность морских роботов. Springer Science & Business Media. С. 35–. ISBN 978-1-4614-5659-9.
- ^ Джон Дж. Леонард; Хью Ф. Даррант-Уайт (6 декабря 2012 г.). Направленное зондирование сонара для навигации мобильных роботов. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4615-3652-9.
- ^ Олег Сергиенко (2019). Машинное зрение и навигация. Springer Nature. С. 172–. ISBN 978-3-030-22587-2.
- Desouza, G.N .; Как, A.C. (2002). «Видение для навигации мобильных роботов: обзор». IEEE Transactions по анализу шаблонов и машинному анализу. 24 (2): 237–267. Дои:10.1109/34.982903.
- Мобильный робот-навигация Джонатан Диксон, Оливер Хенлих - 10 июня 1997 года
дальнейшее чтение
- БЕККЕР, М.; ДАНТАС, Каролина Мейреллес; МАКЕДО, Вебер Пердигау "Процедура объезда препятствий для мобильных роботов". В: Пауло Эйги Мияги; Освальдо Хорикава; Эмилия Виллани. (Организация). Серия симпозиумов ABCM по мехатронике, Том 2. 1 изд. Сан-Паулу - SP: ABCM, 2006, v. 2, p. 250-257. ISBN 978-85-85769-26-0