| Περίληψη |
Η πλοήγηση ενός ρομποτικού συστήματος είναι ένα από τα ποιο ενδιαφέροντα θέματα έρευνας για την ανάπτυξη ρομποτικών συστημάτων με υψηλό βαθμό αυτονομίας. Οι περισσότερες προσεγγίσεις υιοθετούν τη χρήση οροσήμων, τεχνητών ή φυσικών, και την κατασκευή και τη χρήση γεωμετρικών αναπαραστάσεων του περιβάλλοντος. Ωστόσο, οι ιδιαιτερότητες και τα μειονεκτήματα που χαρακτηρίζουν αυτές τις προσεγγίσεις τις καθιστούν συχνά μη εφαρμόσιμες για την προσαρμογή τους σε πραγματικά συστήματα. Σε αυτήν την εργασία μελετήθηκε μια μέθοδος για την πλοήγηση ενός αυτόνομου συστήματος σε κάποιο προκαθορισμένο μονοπάτι, περιορίζοντας την ανάγκη ύπαρξης προηγούμενης γνώσης και επέμβασης στο περιβάλλον λειτουργίας του συστήματος. Η μέθοδος προορίζεται για την εφαρμογή της σε εσωτερικούς χώρους με την χρήση αποκλειστικά οπτικών αισθητήρων. Η τεχνική που χρησιμοποιείται διακρίνεται σε δύο ανεξάρτητα μεταξύ τους στάδια, το στάδιο της εκμάθησης του μονοπατιού και το στάδιο της αυτόνομης πλοήγησης. Το στάδιο της εκμάθησης είναι ένα προκαταρκτικό στάδιο προετοιμασίας του συστήματος. Κατά τη διάρκειά του κάποιος δάσκαλος κατευθύνει διαλεκτικά το σύστημα στο επιθυμητό μονοπάτι και το σύστημα καταγράφει τη διαδρομή με τη μορφή μιας ακολουθίας διαδοχικών εικόνων που αποθηκεύεται στη μνήμη του συστήματος. Κατά το στάδιο της αυτόνομης πλοήγησης το σύστημα έχει ως στόχο να επαναλάβει την διαδρομή που έχει διδαχτεί από το στάδιο της εκμάθησης. Για να το επιτύχει αυτό, το σύστημα συγκρίνει τις εικόνες που καταγράφει από την θέση που βρίσκεται σε κάθε χρονική στιγμή με τις εικόνες αναφοράς που κατέγραψε κατά τη διάρκεια της εκμάθησης. Υπολογίζονται οι διαφορές στη θέση και τον προσανατολισμό του συστήματος ως προς τη θέση και τον προσανατολισμό του στις εικόνες αναφοράς και το αποτέλεσμα των υπολογισμών χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της θέσης του συστήματος. Η επανάληψη αυτής της διαδικασίας καθόλη τη διάρκεια της κίνησης έχει ως αποτέλεσμα το σύστημα να μην παρεκλίνει από το μονοπάτι που έχει διδαχτεί και να κινείται με επιτυχία προς το στόχο του. Για τον υπολογισμό της σχετικής θέσης του συστήματος ως προς τις εικόνες αναφοράς χρησιμοποιούνται δισδιάστατα χαρακτηριστικά του χώρου που εξάγονται από τις εικόνες. Στην παρούσα εργασία έγινε η μελέτη, η υλοποίηση και η αξιολόγηση τριών μεθόδων για την εκτίμηση της σχετικής θέσης του συστήματος ως προς τις εικόνες αναφοράς με τη βοήθεια αντιστοιχίσεων δισδιάστατων χαρακτηριστικών. Η πρώτη μέθοδος που μελετήθηκε χρησιμοποιεί αντιστοιχίσεις κάθετων ευθειών του χώρου, η δεύτερη μέθοδος χρησιμοποιεί αντιστοιχίσεις ευθυγράμμων τμημάτων και η τρίτη αντιστοιχίσεις σημείων. Για την αξιολόγηση των τριών μεθόδων παρατίθενται τα αποτελέσματα της εκτίμησης της σχετικής θέσης του συστήματος με τη χρήση συνθετικών και πραγματικών εικόνων.
|
Πλοήγηση ρομποτικού συστήματος σε προκαθορισμένο μονοπάτι
