Planowanie akcji pozycjonujących robota mobilnego współpracującego z zewnętrzną infrastrukturą nawigacyjną

• Autorzy: Skrzypczyński P.

Warianty tytułu

EN

On planning the positioning actions for a mobile robot cooperating with an external navigational infrastructure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia próbę rozwiązania problemu optymalizacji współpracy robota mobilnego oraz infrastruktury nawigacyjnej związanej z otoczeniem w zadaniu samolokalizacji. Rozważane są dwa rodzaje sensorów: kamery monitorujące obserwujące robota z zewnątrz oraz kamera pokładowa wykorzystywana do pozycjonowania przy użyciu sztucznych znaczników rozmieszczonych w otoczeniu. Dysponując wiedzą o położeniu kamer monitorujących i sztucznych znaczników robot mobilny wykorzystuje analityczne modele niepewności sensorów do zaplanowania optymalnej sekwencji akcji pozycjonujących. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.

EN

This article studies positioning action planning issues for a mobile robot co-operating with an external infrastructure supporting its navigation tasks. The infrastructure consists of a number of stationary sensors (cameras) and artificial navigation aids (landmarks) placed in the environment. Analytical uncertainty models used in vision-based positioning are developed. An action planning procedure, taking into account in an exact way both the action cost and the positioning uncertainty is presented. Results of simulations and experiments are reported.

Słowa kluczowe

PL

robot mobilny; infrastruktura nawigacyjna; samolokalizacja

EN

mobile robot; navigation infrastructure

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 28/29
• Strony: 127--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Skrzypczyński P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Zakład Automatyki i Robotyki, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Adam A., Rivlin E., Shimshoni I., Computing the Sensory Uncertainty Field of a Vision-Based Localization Sensor, IEEE Trans. on Robot. and Automat., Vol. 17, 2001, s. 258-267.
• [2] Ahuja R., Magnanti T., Orlin J., Network Flows: Theory, Algorithms and Applications, Prentice Hall, 1993.
• [3] Bączyk R., Skrzypczyński P., Mobile Robot Localization by Means of an Overhead Camera, Proc. Conf. Automation, Warszawa 2001, s. 220-229.
• [4] Bączyk R., Metody korekcji zniekształceń obrazów w systemie lokalizacji robota mobilnego, VII Krajowa Konferencja Robotyki, Wrocław 2001, s. 185-194.
• [5] Bączyk R., Kasiński A., Skrzypczyński P., Vision-based Mobile Robot Localization with Simple Artificial Landmarks, Prepr. 7th IFAC Symp. on Robot Control, Wrocław 2003, s. 217-222.
• [6] Bączyk R., Skrzypczyński P., A Framework for Vision-based Positioning in a Distributed Robotic System, Proc. European Conference on Mobile Robots, Warszawa 2003, s. 153-158.
• [7] Castellanos J., Tardos J., Mobile Robot Localization and Map Building. A Multisensor Fusion Approach, Kluwer Academic Publ., 1999.
• [8] Crowley J.L., Mathematical Foundations of Navigation and Perception for an Autonomous Mobile Robot, w: Reasoning with Uncertainty in Robotics, Dorst L. (ed.), Springer-Verlag, 1996.
• [9] DeSouza G., Kak A.C., Vision for Mobile Robot Navigation: A Survey, IEEE Trans. on Pattern Anal. and Machine Intell., Vol. 24(2), 2002, s. 237-267.
• [10] Feng L., Borenstein J., Everett H., "Where am I?" Sensors and Methods for Autonomous Mobile Robot Positioning, Tech. Rep., Univ. of Michigan, 1996.
• [11] Haralick R.M., Propagating Covariance in Computer Vision, Int. J. Pattern Recog. and Artif. Intell., Vol. 10, 1996, s. 561-572.
• [12] Heikkila J., Geometric Camera Calibration Using Circular Control Points, IEEE Trans. on Pattern Anal. and Machine Intell., Vol. 22(10), 2000, s. 1066-1077.
• [13] Ishiguro H., Distributed Vision System: A Perceptual Information Infrastructure for Robot Navigation, Proc. Int. Joint Conf. on Artif. Intell., 1997, s. 36-43.
• [14] Jain R., Kasturi R., Schunck B., Machine Vision, McGraw-Hill, 1995.
• [15] Kasiński A., Skrzypczyński P., Cooperative Perception and World-Model Maintenance in Mobile Navigation Tasks, w: Distributed Autonomous Robotic Systems 3, Luth T. et al. (eds.), Springer-Verlag, 1998, s. 173-182.
• [16] Kasiński A., Bączyk R., Robust Landmark Recognition with Application to Navigation, Proc. Conf. Computer Recognition Systems (KOSYR), Wrocław 2001, s. 401-407.
• [17] Kasiński A., Hamdy A., Efficient Illumination Suppression in a Sequence by Motion Detection Combined with Homomorphic Filtering, Proc. 27th Works. of the AAPR "Vision in a Dynamic World", Laxenburg 2003, s. 19-26.
• [18] Kruse E., Gutsche R., Wahl F., Intelligent Mobile Robot Guidance in Time Varying Environments by Using a Global Monitoring System, Proc. IFAC Symp. on Intell. Autonomous Vehicles, Madryt 1998, s. 509-514.
• [19] Kuipers F.A., Korkmaz T., Krunz M., van Mieghem P., A Review of Constraint-Based Routing Algorithms, Tech. Rep., Delft Univ. of Tech, 2002.
• [20] Lambert A., Fraichard T., Landmark-based Safe Path Planning for Car-like Robots, IEEE Int. Conf, on Robot. & Autom., San Francisco 2000, s. 2046-2051.
• [21] Latombe J.-C., Robot Motion Planning, Kluwer Academic Publ, 1991.
• [22] Lazanas A., Latombe J.-C., Motion Planning with Uncertainty: A Landmark Approach, Artif. Intell., Vol. 76, 1995, s. 287-317.
• [23] Lorenz D., Raz D., A Simple Efficient Approximation Scheme for the Restricted Shortest Path Problem, Oper. Res. Lett., Vol. 28, 2001, s. 213-219.
• [24] Miura J., Shirai Y., An Uncertainty Model of Stereo Vision and its Application to Vision-Motion Planning of Robot, Proc. Int. Joint Conf. on Artif. Intell., Chambery 1993, s. 1618-1623.
• [25] Moon I., Miura J., Shirai Y., On-line Viewpoint and Motion Planning for Efficient Visual Navigation under Uncertainty, Robotics and Autonom. Syst., Vol. 28, 1999, s. 237-248.
• [26] Shah S., Aggarwal J., A Simple Calibration Procedure for Fish-eye (High Distortion) Lens Camera, IEEE Int. Conf. on Robot. & Autom., San Diego 1994, s. 3422-3427.
• [27] Skrzypczyński P., A Team of Mobile Robots and Monitoring Sensors - from Concept to Experiment, Advanced Robotics, Vol. 18(6), 2004, s. 583-610.
• [28] Skrzypczyński P., Using Sensor Uncertainty Models to Optimize the Robot Positioning Actions, w: Intelligent Autonomous Systems 8, Groen F. et al. (eds.), IOS Press, 2004, s. 299-308.
• [29] Smith R., Cheeseman P., On the Estimation and Representation of Spatial Uncertainty, Int. J. of Robotics Research, Vol. 5(4), 1987, s. 56-68.
• [30] Sysło M.M., Deo N., Kowalik J.S., Algorytmy optymalizacji dyskretnej z programami w języku Pascal, PWN, 1995.
• [31] Takeda H., Facchinetti C., Latombe J.-C., Planning the Motions of a Mobile Robot in a Sensory Uncertainty Field, IEEE Trans. on Pattern Anal. and Machine Intell., Vol. 16(10), 1994, s. 1002-1017.
• [32] Ziegelmann M., Constrained Shortest Paths and Related Problems, rozprawa doktorska, Universitat des Saarlandes, 2001.