Budowa mapy terenu dla robota kroczącego wyposażonego w skaner laserowy 2D

• Autorzy: Łabęcki P. , Rosiński D. , Skrzypczyński P.

Warianty tytułu

EN

Terrain map building for a walking robot equipped with a 2D laser scanner

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy problemów percepcji i modelowania powierzchni terenu na podstawie danych z miniaturowego skanera laserowego 2D typu Hokuyo URG-04LX, w który wyposażony jest robot kroczący. Otrzymana mapa może być podstawą do planowania ruchu robota po nierównym terenie. Przedstawiono analizę błędów pomiaru odległości w omawianym zadaniu oraz dokonano wyboru konfiguracji systemu sensorycznego, która zapewnia najlepsze warunki akwizycji profilu terenu i redukcję błędów. Zaproponowano metodę budowy rastrowej mapy terenu zawierającą oryginalne algorytmy usuwania błędnych pomiarów oraz zaprezentowano wyniki eksperymentalnej weryfikacji działania tej metody.

EN

This paper considers the problem of terrain perception for a hexapod robot equipped with the compact Hokuyo URG-04LX laser scanner. An analysis of the scanner range measurements uncertainty is presented. Different geometric configurations of the sensing system are analysed, and the one that is best for terrain profile acquisition is chosen. Then, an application of the sensor in local terrain mapping supporting footholds selection is presented, including novel algorithms that remove map artifacts resulting from qualitative errors in range sensing. Experimental results are provided.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; robot mobilny; robot kroczący; mapa terenu; budowa mapy; planowanie ruchu; sterowanie robotem

EN

robotics; mobile robot; walking robot; terrain map; map projection; motion planning; control of robot

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 175, t. 2
• Strony: 603--614
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Łabęcki P.

autor

Rosiński D.

autor

Skrzypczyński P.

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

Bibliografia

• [1] M. D. Adams, Sensor modelling, design and data processing for autonomous navigation. Singapore, World Scientific 1999.
• [2] D. Belter, P. Łabęcki, P. Skrzypczyński, Map-based adaptive foothold planning for unstructured terrain walking. Proc. IEEE Int. Conf. on Robot, and Automat., Anchorage, 2010, s. 5256-5261.
• [3] B. Gaßmann, J. M. Zöllner, R. Dillmann, Navigation of walking robots: localisation by odometry. Climbing and Walking Robots VIII, Berlin, Springer 2005, s. 953-960.
• [4] R. Hadsell et al. Accurate rough termin estimation with space-carving kernels. Proc. Robotics: Science and Systems, Seattle, 2009 (on-line).
• [5] H. Kawata et al. Development of ultra-small lightweight optical range sensor system. Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intell. Robots and Systems, Edmonton, 2005, s. 1078-1083.
• [6] L. Kneip et al. Characterization of the compact Hokuyo URG-04LX 2D laser range scanner. Proc. IEEE Int. Conf. on Robot. and Automat., Kobe, 2009, s. 1447-1454.
• [7] E. Krotkov, R. Hoffman, Terrain mapping for a walking planetary rover. IEEE Trans. Robot. and Automat., 10(6), 1994, s. 728-739.
• [8] P. Łabęcki, A. Łopatowski, P. Skrzypczyński, Terrain perception for a walking robot with a low-cost structured light sensor. Proc. European Conf. on Mobile Robots, Dubrovnik, 2009, s. 199-204.
• [9] Y. Okubo, C. Ye, J. Borenstein, Characterization of the Hokuyo URG-04LX laser rangefinder for mobile robot obstacle negotiation. Unmanned Systems Technology XI, Proc. SPIE 7332, 2009 (on-line).
• [10] C. Plagemann et al. Learning predictive terrain models for legged robot locomotion. Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intell. Robots and Systems, Nice, 2008, s. 3545-3552.
• [11] J. Poppinga, A. Birk, K. Pathak, A Characterization of 3D sensors for response robots. RoboCup 2009: Robot Soccer World Cup XIII (red. J. Baltes et al.), LNAI, Vol. 5949, Berlin, Springer 2010.
• [12] A. Roennau et al. Six-legged walking in rough terrain based on foot point planning. In: Mobile Robotics: Solutions and Challenges (red. O. Tosun et al.), Singapore, World Scientific 2009, s. 591-598.
• [13] P. Skrzypczyński, Metody analizy i redukcji niepewności percepcji w systemie nawigacji robota mobilnego, Rozprawy, nr 407, Poznań, Wyd. Politechniki Poznańskiej 2007.
• [14] C. Ye, J. Borenstein, A novel filter for terrain mapping with laser rangefinders. IEEE Trans. Robot. and Automat., 20(5), 2004, s. 913-921.