Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Υβριδικός οπτικός εντοπισμός και χαρτογράφηση (SLAM) στο Ρομπότ Nao με χρήση του ROS

Sfyris Nektarios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Ο ταυτόχρονος Εντοπισμός και Χαρτογράφηση (Simultaneous Localization and Mapping - SLAM) είναι ένα από τα θεμελιώδη προβλήματα που πρέπει να λύσει ένα ρομπότ για να γίνει πραγματικά αυτόνομο. Ποικίλες μέθοδοι SLAM έχουν προταθεί ανάλογα με τους διαθέσιμους αισθητήρες για μετρήσεις (όπως κάμερα, λέιζερ, υπέρυθρες, lidar, σόναρ, GPS, πυξίδα, κ.λπ.) και ανάλογα με τη διαθέσιμη πρότερη γνώση για το χαρτογραφούμενο περιβάλλον, που κυμαίνεται από ελεγχόμενα περιβάλλοντα, όπως οι ρομποτικές αποθήκες, έως αδόμητες και άγνωστες περιοχές, όπως το σκηνικό μιας φυσικής καταστροφής. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία, παρουσιάζουμε μία Υβριδική Οπτική προσέγγιση SLAM, η οποία υλοποιήθηκε και δοκιμάστηκε στην περίπτωση του ανθρωποειδούς ρομπότ Nao που διαθέτει μία μόνο κάμερα (monocular vision). Η προτεινόμενη προσέγγιση συνδυάζει τα οφέλη τόσο της Άμεσης ( Direct Sparse Odometry ή DSO), όσο και της Έμμεσης (Oriented FAST and Rotated BRIEF SLAM ή ORB-SLAM) οπτικής οδομετρίας. Πιο συγκεκριμένα, η Άμεση μέθοδος παρέχει τη διαδικασία αρχικοποίησης του συνολικού συστήματος και την τοπική παρακολούθηση της θέσης της κάμερας, ενώ η Έμμεση μέθοδος παρέχει επαναπροσανατολισμό της κάμερας, κλείσιμο βρόχου και βελτίωση του χάρτη. Επιπλέον, επιλέγονται σημεία του φυσικού τρισδιάστατου χώρου από κάθε μέθοδο και για κάθε εικόνα του βίντεο της κάμερας, για να δημιουργηθεί ο τελικός χάρτης νέφους σημείων του περιβάλλοντος. Όλες αυτές οι διεργασίες εκτελούνται σε μία παράλληλη και πολυνηματική αρχιτεκτονική σε απομακρυσμένο υπολογιστή, ο οποίος επικοινωνεί με το ρομπότ μέσω ενός ενσύρματου ή ασύρματου δικτύου. Για να αυξήσουμε την αποδοτικότητα του συστήματος, έχουμε συμπεριλάβει και μία μέθοδο γεωμετρικής και φωτομετρικής βαθμονόμησης της κάμερας για τη διόρθωση των μετρήσεών της. Η επικοινωνία μεταξύ της Άμεσης και Έμμεσης μεθόδου, καθώς και μεταξύ του ρομπότ και του απομακρυσμένου υπολογιστή, πραγματοποιείται μέσα από το Robot Operating System (ROS), το οποίο επιτρέπει ένα κοινό πρωτόκολλο μετάδοσης μηνυμάτων. Τελευταίο στοιχείο, αλλά εξίσου σημαντικό, είναι η προσθήκη ενός κόμβου τηλεχειρισμού για να προσομοιώνει την αυτόνομη πλοήγηση του ρομπότ κατά τη διάρκεια της διαδικασίας SLAM. Το πλήρες σύστημα εφαρμοσμένο στο ανθρωποειδές ρομπότ Nao αξιολογείται σε διάφορα εσωτερικά και εξωτερικά περιβάλλοντα για να επιδειχθεί η σταθερότητα των αποτελεσμάτων και η αποδοτικότητά του σε πραγματικό χρόνο.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες