| Περίληψη |
Η πλοήγηση ενός αυτόνομου συστήματος αποτελεί ένα από τα πιο προκλητικά, ως προς τη δυσκολία, προβλήματα της ρομποτικής. Μία από τις προσεγγίσεις στο πρόβλημα αυτό βασίζεται στη χρήση ορόσημων, δηλαδή χαρακτηριστικών σημείων του χώρου που μπορούν σχετικά εύκολα να αναγνωριστούν από το αυτόνομο σύστημα και να χρησιμοποιηθούν για την αυτο-οριοθέτησή του στο χώρο. Ωστόσο, η πολυπλοκότητα το υ προβλήματος του ορισμού και της αναγνώρισης των ορόσημων, οδηγεί πολλές φορές στην παραδοχή ύπαρξης προηγούμενης γνώσης, τόσο για το χώρο κίνησης, όσο και για το είδος των αντικειμένων που θα χρησιμοποιηθούν σαν ορόσημα. Έτσι, η εφαρμογή μιας τέτοιας μεθόδου παρουσιάζει προβλήματα σε δυναμικά μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα. Στην εργασία αυτή προτείνουμε μία μέθοδο για πλοήγηση με χρήση οπτικών ορόσημων, όπου περιορίζουμε την ανάγκη ύπαρξης προηγούμενης γνώσης. Η πλοήγηση βασισμένη στα ορόσημα συνήθως στηρίζεται στην ανίχνευση και μετέπειτα αναγνώριση ενός συνόλου αντικειμένων του περιβάλλοντος, τα οποία κρίνονται επαρκή για την περιγραφή της δομής του χώρου εργασίας. Η διαδικασία αυτή είναι εκ φύσεως δύσκολη στην πράξη , λόγω των ποικίλων οριοθετήσεων που μπορεί να έχει ένα αντικείμενο, σε πειράματα πλοήγησης. Για να παρακάμψουμε το πρόβλημα αυτό, προτείνουμε μια προσέγγιση που υιοθετεί την έννοια των προβολικών αναλλοίωτων, υπολογιζόμενες σε πεντάδες σημείων, τις οποίες θεωρούμε ορόσημα του χώρου εργασίας. Τέτοιες ποσότητες παραμένουν αναλλοίωτες κάτω από διαφορετικές θέσεις της κάμερας, καθιστώντας έτσι δυνατή την αυτόματη αναγνώριση τους από ένα κινούμενο παρατηρητή. Για την ανίχνευση δυνητικών αντίστοιχων πεντάδων σε ακολουθίες εικόνων, εισάγουμε μια απλή τεχνική που βασίζεται στον πίνακα συνδιασποράς της κάθε πεντάδας. Με αυτό τον τρόπο, προσπερνάμε ικανοποιητικά το πρόβλημα του υπολογισμού της αντιστοίχισης σημείου με σημείο. Μιας και η άνωθι τεχνική υποδηλώνει αντιστοίχιση μεταξύ πεντάδων και όχι μεταξύ ανεξάρτητων σημείων, υιοθετούμε την έννοια της μεταθετικά και προβολικά αναλλοίωτης για την αναγνώριση πεντάδων. Πριν την διαδικασία της πλοήγησης, απαιτείται το στάδιο της εκμάθησης. Σ' αυτό το στάδιο, το αυτόνομο σύστημα, συλλέγει ορόσημα από το χώρο εργασίας. Τα ορόσημα αποθηκεύονται στη βάση δεδομένων του συστήματος, μαζί με πληροφορίες για τη σχετική θέση τους στο χώρο. Το αποτέλεσμα είναι η κατασκευή ενός τοπολογικού χάρτη του χώρου, που βασίζεται στα ορόσημα που εξείχθησαν, ο οποίος αποτελεί το σημείο αναφοράς του μηχανικού συστήματος σε μεταγενέστερα στάδια. Κατά τη διάρκεια της πλοήγησης, το αυτόνομο σύστημα συγκρίνει τα ορόσημα που συναντά με αυτά που είναι αποθηκευμένα στη μνήμη του. Η αναγνώριση ενός ορόσημου του επιτρέπει να εντοπίσει τη θέση του στο χώρο και να καθορίσει την επόμενη κίνησή του. Η προσέγγιση μας αποτιμήθηκε σε στατικές ακολουθίες εικόνων με εσωτερικούς διαδρόμους κτηρίων. Τα αποτελέσματα που παρατηρήθηκαν, είναι αρκετά ενθαρυντικά και επιβεβαιώνουν την καλή απόδοση της μεθόδου.
|
Προβολικές-Μεταθετικές Αναλλοίωτες ως Οπτικά Ορόσημα του Χώρου για Τοπολογική Πλοήγηση
