Lokalizációs és térképezési algoritmusok vizsgálata valós roboton

OData támogatás
Konzulens:
Kiss Domokos
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A mobil robotok egyre nagyobb teret nyernek az iparban és mindennapjainkban egyaránt. Ezek helymeghatározására és navigációjára többféle módszer is napvilágot látott az elmúlt években, évtizedekben. Azonban a hagyományos odometriai módszerek, amelyek általában a kerekek szögelfordulása alapján számítják az elmozdulást, sok esetben nem alkalmazhatóak, így szükségessé válik alternatív módszerek vizsgálata. A témám célja egy olyan kutatási célú robotplatform kifejlesztése volt, amely omnidirekcionális meghajtással rendelkezik, és egy lézeres távolságszkenner segítségével képes információt nyerni a környezetéről.

Dolgozatom első felében az algoritmusok vizsgálatául szolgáló robotplatform megtervezését és fejlesztését mutatom be. Részletesen ismertetem az omnidirekcionális meghajtással rendelkező robotok sajátságai, a kerekek lehetséges felépítéseit és elrendezéseit, majd bemutatom a kiválasztott robotplatformot. Ezek után ismertetem a robot rendszertervét, majd részletekbe menően bemutatom az egyes rendszerkomponensek tulajdonságait, tervezési szempontjait, a tervezés és fejlesztés során adódó kihívásokat, végül a konkrét megvalósítás lépéseit. Ismertetem a roboton helyet foglaló szenzorok, a Microsoft Kinect és a lézeres távolságszkenner tulajdonságait, illesztésük kivitelezését.

A dolgozatom második felében konkrét lokalizációs és térképezési algoritmusokat ismertetek, bemutatom az implementáció során felmerült kérdéseket és kihívásokat, valamint megoldási javaslatokkal szolgálok az algoritmusok esetleges hiányosságainak javításához.

Az első megvizsgált lokalizációs algoritmus Gerhard Weiß, Christopher Wetzler, és Ewald von Puttkamer, német kutatók által leírt algoritmus volt, amely a szöghisztogramok módszeréből kiindulva, keresztkorreláció segítségével számítja előbb az orientációt, majd a pozíciót. A második Kai Lingemann, Andreas Nüchter, Joachim Hertzberg, és Hartmut Surmann, szintén német kutatók eredménye, amely a jellegzetes terepszakaszok párosításán alapszik, és egyik fő célkitűzése a rövid futási idő melletti pontosság megtartása.

A térképezési algoritmusom alapötletéül Li Zhang és Bijoy K. Ghosh munkája szolgált, amelyben egyenes szakaszokból felépített modellt készítek a robotot körülvevő környezetről.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.