The objective of the green logistics distribution model is to minimise environmental pollution and energy usage by employing clean energy, optimising transport routes and enhancing transport efficiency. Nonetheless, current studies on green logistics distribution models and warehousing planning exhibit certain drawback, such as imprecise location accuracy and decreased distribution revenues. To overcome these challenges, this paper proposes a novel approach that combines inertial measurement unit (IMU) and binocular vision, leveraging multisource information positioning. Specifically, the method integrates data collection and preprocessing modules to gather crucial logistics distribution task information, encompassing IMU data, image data and vehicle data. The visual and inertial positioning module consists of two components: visual positioning based on the grey centre method and IMU positioning based on the integral essence. Finally, an adaptive Kalman filter is employed to merge the results of visual positioning and IMU positioning, thus producing the ultimate logistics vehicle positioning result. The proposed method effectively addresses existing challenges in the green logistics distribution model and warehouse planning. In particular, the experimental results demonstrate that the algorithm proposed in this study reduces the location error by 8%. Furthermore, logistics and distribution costs are reduced by 11 %, contributing to the promotion of sustainable and environmentally friendly logistics operations.
Controlling a remotely operated underwater vehicle (ROV) is an extremely challenging task that requires precise maneuvering and navigation in complex and often unpredictable environments. The operator faces numerous difficulties, including limited visibility and communication constraints, and the need to interpret data from various sensors. This paper describes a method for calibration of a wearable system equipped with inertial measurement unit (IMU) sensors that control the underwater manipulators. To implement a solution that allows the robot to be controlled by the operator's hand movements, it is necessary to measure the movement of the arm. This task is carried out using the IMU sensors, which are mounted in appropriate places on the ROV operator's suit to allow mapping the movement of his/her upper limbs. These movements are transferred to the manipulator's arms on the ROV, making it possible to interact with the environment by - manipulating objects under-water.
Palletizing and depalletizing processes require specialized equipment, such as grippers dedicated to the type and dimensions of the goods to be handled. The traditional approach used in the robotisation of palletizing workstations is therefore mainly based on the development of specialized grippers, whose design limits their use in other applications. The article presents a concept of a modular gripper system enabling palletization of goods in collective packaging, including cartons, shrink-wrap packs, and bags. The concept developed involves the construction of a gripper system based on common modules that provide for extensive parameterization of device operation. The authors also propose a test bench to test the properties of grippers in a robotic palletizing process.
PL
Procesy paletyzacji i depaletyzacji wymagają specjalistycznego osprzętu w postaci chwytaków dedykowanych do określonego typu i formatu towaru podlegającego paletyzacji. Tradycyjne podejście stosowane podczas robotyzacji stanowisk paletyzujących w głównej mierze opiera się więc na opracowaniu specjalistycznych chwytaków, których budowa ogranicza zastosowanie ich w innych aplikacjach. W artykule przedstawiono koncepcję modułowego systemu chwytaków umożliwiającego paletyzację towarów w opakowaniach zbiorczych w postaci kartonów oraz zgrzewek jak również opakowań workowych. opracowana koncepcja zakłada budowę systemu chwytaków w oparciu o wspólne moduły, które pozwalają na szeroki zakres parametryzacji pracy urządzeń. autorzy zaproponowali również stanowisko pomiarowe umożliwiające badanie własności chwytaków w zrobotyzowanym procesie paletyzacji.
The paper presents the algorithm of recognition of selected Human-Computer Interaction (HCI) gestures acquired by inertial motion sensors. The possibilities of using Hidden Markov Models as classifiers have been verified. The experiments investigated the possibility of using a methodology dedicated to the recognition of virtual reality (VR) game gestures to classify HCI gestures. The paper compares the accuracy of classification depending on the method of discretization of the forearm orientation signals. The evaluation of the accuracy of the classification was carried out with the use of 3-fold cross validation. The paper uses author’s data corpus containing in total 720 time series acquired from 20 human subjects.
PL
Artykuł przedstawia algorytm rozpoznawania wybranych gestów interakcji człowiek-komputer zarejestrowanych przy pomocy inercyjnych czujników ruchu. W niniejszej pracy zweryfikowano możliwości wykorzystania niejawnych Modeli Markova jako klasyfikatora. Zbadano możliwości zastosowania metodyki dedykowanej rozpoznawaniu gestów gry VR do klasyfikacji gestów HCI. W pracy dokonano porównania skuteczności klasyfikacji w zależności od sposobu dyskretyzacji zarejestrowanych sygnałów orientacji przedramienia. Ocena skuteczności klasyfikacji odbyła się z wykorzystaniem trójkrotnej walidacji krzyżowej. W pracy wykorzystano autorski korpus danych zawierający 20 uczestników oraz łącznie 720 szeregów czasowych.
W artykule przedstawiono opracowany głównie na potrzeby robotyki mobilnej system sterowania bezwładnościowego, który opiera się na pomiarach sił w postaci przyspieszeń i prędkości obrotowych działających na mikroukład. Opisano ideę konwersji danych pomiarowych na sygnały sterowania, poprawiając ich dokładność przy wykorzystaniu filtru komplementarnego lub Kalmana.
EN
The paper presents inertial control system meant mainly for mobile robotics. System uses accelerations and angular speeds measured by inertial measurement unit in order to convert them to control signals. Idea behind conversion is described, and the way to improve measurements by implementing either complementary or Kalman filter.
Praca dotyczy porównania regularności próbkowania trójosiowych czujników przyspieszenia w popularnych smartphone'ach, przedstawiono zestawienie czujników niektórych telefonów. Podstawowym analizowanym parametrem jest stabilność częstotliwości próbkowania w zależności od używanego systemu operacyjnego i producenta urządzenia. Analizę prowadzono tak by wybrane smartphony były wyposażone w różne czujniki pomiarowe - akcelerometry. Zaprezentowano przykład zastosowania pomiarowego - porównawczy pomiar drogowy.
EN
The work is a description of metrological properties and their comparison for triaxial acceleration sensors (MEMS - MicroElectro-Mechanical System, IMU - Inertial Measurement Unit) in popular and modern smartphones. A comparison of the components of some phones is presented. The stability of the sampling time is the basic parameter which is analyzed. Sampling time in analog-to-digital converters (inside MEMS units) depends on the operating system of smartphone and its components (processor, RAM) which are used in its construction. The analysis was performed in order to select smartphones which are equipped with different measuring systems - MEMS accelerometers. The Android and iOS operating systems are used in research. The comparative road measurement is presented as an example of measuring application with smartphones. Physics Toolbox Sensor Suite software (free software for iOS and Android) used in the measurement of a vehicle motion. Results for 3D acceleration signals processing with variable sampling time are presented and compared for different smartphones.
W artykule przedstawiono budowę kołowego minirobota laboratoryjnego mogącego służyć początkowo jako platforma do badania czujników, a w przyszłości do oceny inteligentnych algorytmów nawigacyjnych w warunkach rzeczywistego przemieszczania. Przy konstrukcji robota kierowano się dostępnością elementów, łatwością montażu oraz niską ceną. Robot został wyposażony w mikrokomputer Raspberry Pi 2 z systemem operacyjnym Linux Raspbian, który wraz z oprogramowaniem aplikacyjnym stanowi zarówno system sterujący jak i platformę rozwojową umożliwiającą tworzenie i uruchamianie programów bezpośrednio w minirobocie. Do komunikacji służą usługi terminalowe, dzięki którym możliwe jest wygodne programowanie robota z dowolnego miejsca z łączem internetowym. Opisana konstrukcja została zaprezentowana na rzeszowskich zawodach ROBO~motion 2016, na potrzeby których opracowano i zaprogramowano trzy tryby pracy.
EN
The paper presents construction of a three-wheel lab minirobot used initially as a sensor testing platform, and in future for evaluation of intelligent navigation algorithms in real motion environment. Availability of elements, easy assembling, and low price have been construction guidelines. The robot is equipped with Raspberry Pi 2 microcomputer and Linux Raspbian operating system. Together with application programs, it operates both as a control system and development platform allowing to prepare and run programs directly in the robot. Communication is provided by terminal services, so easy programming the robot from any place with internet access is possible. The construction described here was presented at Rzeszow Robo~motion 2016 competition. Three operating modes were available at that time.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem badań opisanych w niniejszym komunikacie jest wykorzystanie specjalnego interfejsu dla osoby niewidomej umożliwiającego sterowanie menu urządzenia nawigacyjnego za pomocą ruchów głowy. Zastosowano czujniki inercyjne wbudowane w układ stereowizyjny umieszczony na głowie użytkownika systemu. Dla 2-sekundowych okien czasowych rejestrowanych sygnałów wyliczono parametry statystyczne takie jak: średnie, minimum, maksimum, odchylenie standardowe, kurtoza oraz współczynniki korelacji dla sygnałów pochodzących z trój-osiowego akcelerometru i trój-osiowego żyroskopu. Dla tak przygotowanych danych treningowych zbadano skuteczność działania czterech różnych klasyfikatorów do rozpoznawania różnych ruchów głowy służących do sterowania interfejsem. Najlepsze wyniki uzyskano dla tzw. lasu losowego, którego skuteczność dla zbioru sygnałów testowych wyniosła 98,89%. Prawidłowe rozpoznawanie ruchów głowy umożliwi osobie niewidomej komunikowanie się z urządzeniem mobilnym i zarządzanie aplikacjami za pomocą ruchów głowy.
EN
The purpose of the study described in this communication is to apply a special interface for the blind person to control the menu of the navigation device using head movements. Inertial sensors built into the stereovision system positioned on the user's head are used. For two-second time windows of the recorded signals, statistical parameters such as: mean, minimum, maximum, standard deviation, kurtosis, and correlation coefficients for signals from a three-axis accelerometer and a three-axis gyroscope were calculated. For such training data, the effectiveness of the four different classifiers was assessed to distinguish different head movements. The best results were obtained for the so-called random forest whose efficiency for the test set signals achieved 98.89%. Proper recognition of head movements will allow the blind person to communicate with the mobile interface and control applications by means of head movements.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono projekt mobilnego robota holonomicznego, przy czym szczególną uwagę zwrócono na jego sterowanie. Omówiono sposób przetwarzania wartości z czujnika inercyjnego na sygnały elementów wykonawczych, tworzących wraz z kołami szwedzkimi zdefiniowany wcześniej układ holonomiczny. W celu określenia poprawności funkcjonowania robota przeprowadzono szereg testów obejmujących jego oprogramowanie, a następnie wyznaczono podstawowe parametry charakteryzujące mobilność robota.
EN
The article presents the design of mobile holonomic robot, where special attention was given to the robot’s control method. It discusses the way of processing values from an inertial measurement unit to actuator signals. In order to determine the correct functioning of the robot, a number of tests were carried out covering its software, and followed by the determining of basic parameters characterizing robot’s mobility.
The article undertakes analysis of some vital aspects of inertial navigation using MEMS. Although MEMS inertial sensors offer affordable, scaled units, and though their inherent measurement noise can be relatively easily mitigated, there are still parameters due to which they are not currently capable of meeting all requirements for accurate inertial navigation. The article presents a few aspects of MEMS gyro errors, and their estimation process in the context of INS processing flow. These errors have a serious impact on overall inertial system performance. The results of undertaken researches in that area, and pointing out the main difficulties behind the INS when using a few top MEMS technologies, were presented as well. The paper clearly states, that current MEMS technologies, including sophisticated software, does not fulfil submerged inertial navigation whilst operating in dynamic conditions, due to linear acceleration, affecting gyro performance.
The knowledge of the location, shape and other characteristics of spatial objects in the coastal areas has a significant impact on the functioning of ports, shipyards, and other waterinfrastructure facilities, both offshore and inland. Therefore, measurements of the underwater part of the waterside zone are taken, which means the bottom of the water and other underwater objects (e.g. breakwaters, docks, etc.), and objects above the water, such as the above-water part of the waterside, breakwaters, hydraulic constructions, and other objects of the waterside infrastructure. In this paper, project results of an integrated acoustical-optical system for inventory of hydrotechnical objects are presented. The aim of the project was to elaborate a mobile underwater scanning system which could be applied in various works that require precise, detailed and coherent, underwater and above-water measurement, especially in areas associated with surveying, inspection and monitoring of objects in coastal areas.
Artykuł opisuje metodę kalibracji czujnika 3D. Na przykładzie czujnika pola magnetycznego, została zaprezentowana metoda kalibracji zniekształceń wprowadzanych przez trójwymiarowe czujniki – przyspieszenia (akclerometr), pola magnetycznego (kompas cyfrowy) oraz prędkości kątowej (żyroskop) – używane w systemach nawigacji inercyjnej. Opracowany został algorytm wyznaczania i kompensacji zniekształceń zamodelowanych dla tych czujników. Zaprezentowane wyniki dotyczą procesu kalibracji czujnika pola magnetycznego użytego w zaprojektowanym systemie nawigacji inercyjnej.
EN
Paper describes a method of 3D sensor calibration. Based on an example of magnetometer sensor, a method has been described, allowing calibration of distortions introduced by accelerometer, magnetometer and gyroscope sensors – commonly used within inertial navigation systems. An algorithm has been designed for identification and compensation of the modeled distortions. The results presented concern a calibration of magnetic field sensor used in an inertial navigation device designed.
This paper presents a test bench created during development of an IMU-based dataglove. The system allows gathering synchronised hand phantom posture and trajectory, together with inertial sensor data for evaluation of posture recognition algorithms. The setup includes an inertial measurement system, with IMU modules designed to be mounted on human hand or a phantom, together with proper embedded firmware and PC software. The system uses a collaborative Universal Robots UR3 robot arm for generation of trajectories and as a source of ground truth data. The program used to control the robot together with a method of gathered data synchronisation are described. The test bench has been successfully used during development of a joint angles estimating algorithm.
Automatyzacja wybranych funkcji pojazdów przemysłowych prowadzi do podwyższenia bezpieczeństwa i zwiększenia wydajności maszyn. Koszty systemów wsparcia operatorów są jednak wysokie, w szczególności w odniesieniu do cen najmniejszych maszyn. Ich obniżenie można uzyskać przez wykorzystanie do budowy wspomnianych systemów szeroko dostępnych, niedrogich czujników wykonanych w technologii mikromechanicznej. W ramach artykułu opracowano metodę wyznaczania położenia kątowego członów manipulatora pojazdu przemysłowego z wykorzystaniem modułów nawigacji bezwładnościowej (ang. AHRS). Metodę zweryfikowano posługując się modułami AHRS zbudowanymi na bazie wybranych czujników MEMS. Weryfikację przeprowadzono na przykładzie pomiarów położenia kątowego łyżki miniładowarki względem jej nadwozia. Uzyskane wyniki wskazują na przydatność metody w realizacji postawionego zadania, w szczególności w odniesieniu do koparek i ładowarek o najmniejszych gabarytach. Wskazano na możliwość wykorzystania podobnych modułów AHRS w syntezie, np. prostego systemu sygnalizującego przekroczenie dozwolonej głębokości kopania. System tego typu przyczyniłby się np. do zmniejszenia liczby przypadków niezamierzonego uszkodzenia instalacji biegnących pod ziemią podczas prowadzenia robót budowlanych.
EN
Advantages of automation in industrial vehicles and work machines are numerous. Even partial automation of work machine’s functions contribute to significant improvement in safety, efficiency and precision. For example, risk of accidental damage of power cables and water or gas pipes planted underground can be reduced by application of excavation control system with digging depth limiter. Industrial vehicles equipped with operator assistance systems, e.g. dozers and graders fitted with blade positioning systems, can be driven at higher speed then conventional ones, while performing the same duties. They are also able to accomplish particular task after smaller number of iterations. What is more, costs of surveyors’ and highly experienced operators’ salaries can be declined. Eventually, machines enriched by operator assistance systems, e.g. excavator having a grade control system onboard, can be involved in very unusual and precise works as slope grading, underwater digging and any works conducted after dusk. On the other hand, purchase and installation costs of operator assistance system are relatively high, especially when compared with prices of small industrial vehicles, e.g. so called mini excavators. Cost of said systems could be reduced in many different ways, for example, if cheaper electronic components, e.g. MEMS sensors, were used. Following article presents a contactless method and system for measurement of industrial vehicle’s bodies angular position. The method engages two Attitude and Heading Reference System (AHRS) modules which shall be attached to different work machine bodies. It was empirically verified using two self-made, inexpensive AHRS modules. Both of them consisted of STM32 F4 microcontroller and a triad of triaxial, MEMS sensors: a gyroscope, an accelerometer and a magnetometer. During tests first of modules was fixed to the frame and the second to the bucket of Avant 218 mini loader. Angular position of bucket with respect to vehicle frame was measured. Industrial grade, electronic GEMAC IS2A60P20-0 inclinometer and an optical instrument were used as reference tolls. Achieved results revealed overall error of examined system which is smaller than 1.05O . Further calculations, based on actual dimensions of IHI 35N3 and Komatsu PC750 LC-6 excavators’ arms, proved that the examined system is applicable for excavator arm bodies angular position identification. The distortion of bucket tip coordinates estimation using presented system was computed. In case of bigger Komatsu PC750 vertical and horizontal distortion equaled, respectively, 350 mm and 195 mm. In case of smaller IHI 35N3 both errors turned out to be at least 2.3 times smaller. Summing up, solution examined within the article fits small industrial vehicles particularly well. That is why an idea of a simple and readily available digging depth control system for mini excavators based on presented solution has been conceived. In order to embody said idea, presented system shall be enriched with two additional AHRS modules and operator-system interface, which would enable necessary adjustments. The system should be provided with dimensions of each body of excavator arm and maximum allowable digging depth. A LED or a sound signal could alert the operator in case of exceeding the established limit.
The knowledge of the location, shape and other characteristics of spatial objects in the coastal areas has a significant impact on the functioning of ports, shipyards, and other waterinfrastructure facilities, both offshore and inland. Therefore, measurements are taken of the underwater part of the waterside zone, which means the bottom of water and other underwater objects (e.g. breakwaters, docks, etc.), and objects above the water, such as the above-water part of the waterside, breakwaters, hydraulic constructions, and other objects of the waterside infrastructure. In this paper, a project of a mobile inventory system for hydrotechnical objects using data from multiple sensors operating simultaneously will be presented. The aim of the project is to elaborate a mobile underwater scanning system which could be applied in various works requiring precise, detailed and coherent, underwater and above-water measurement, especially in areas associated with surveying, inspection and monitoring of objects in coastal areas. To elaborate the concept of the system, analysis concerning existing methods of precise underwater and above-water measurement, as well as the measuring equipment available, was carried out. The results of the research were used to develop the concept of a mobile system equipped with underwater laser scanning and acoustic positioning. The technology demonstration was developed using a specially-built laboratory environment that simulates hydrotechnical infrastructure with access to GPS data. The final stage of the project will consist of testing the system in open waters.
Small, lightweight, power-efficient, and low-cost microelectromechanical system (MEMS) inertial sensors and microcontrollers, available in the market today, help reduce the instability of Multibeam Sonars. Current MEMS inertial measurement units (IMUs) come in many shapes, sizes, and costs — depending on the application and performance required. Although MEMS inertial sensors offer affordable, appropriately scaled units, they are not currently capable of meeting all requirements for accurate and precise attitudes, due to their inherent measurement noise. The article presents the comparison of different MEMS technologies, and their parameters regarding to the main application; namely, Multibeam Echo Sounders (MBES). The MEMS parameters’ quality are crucial for further MBES record- processing, the article presents the results of undertaken researches in that area, and the results are relatively positive for low-cost MEMS.
Synthetic aperture radars (SAR) allow to obtain high resolution terrain images comparable with the resolution of optical methods. Radar imaging is independent on the weather conditions and the daylight. The process of analysis of the SAR images consists primarily of identifying of interesting objects. The ability to determine their geographical coordi-nates can increase usability of the solution from a user point of view. The paper presents a georeferencing method of the radar terrain images. The presented images were obtained from the SAR system installed on board an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The sys-tem was developed within a project under acronym WATSAR realized by the Military University of Technology and WB Electronics S.A. The source of the navigation data was an INS/GNSS system integrated by the Kalman filter with a feed-backward correc-tion loop. The paper presents the terrain images obtained during flight tests and results of selected objects georeferencing with an assessment of the accuracy of the method.
PL
Lotnicze zobrazowania terenu realizowane za pomocą radaru z syntetyczną aperturą pozwalają na uzyskanie wysokiej rozróżnialności porównywalnej z rozróżnialnością metod optycznych, mając jednocześnie nad nimi przewagę w postaci niezależności obserwacji od warunków pogodowych czy pory dnia. Proces analizy tak uzyskanych zobrazowań składa się przede wszystkim z identyfikacji interesujących obiektów. Możliwość określenia ich współrzędnych geograficznych pozwala na znaczące zwiększenie użyteczności tego rozwiązania z punktu widzenia potencjalnego użytkownika. W artykule przedstawiono metodę georeferencji zobrazowań terenu otrzymywanych za pomocą radaru z syntetyczną aperturą, który zainstalowano na pokładzie bezzałogowego statku powietrznego. System taki opracowano w ramach projektu WATSAR, zrealizowanego przez Wojskową Akademię Techniczną i WB Electronics S.A. Źródłem danych nawigacyjnych był system INS/GNSS, zintegrowany metodą filtracji pośredniej, z korekcją wstecz. W artykule zamieszczono radarowe zobrazowania terenu uzyskane podczas badań poligonowych systemu oraz wyniki georeferencji wybranych obiektów wraz z oceną dokładności wyznaczanego położenia.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zgromadzenie Ogólne Międzynarodowej Unii Matematycznej (International Mathematical Union, IMU) odbyło się w Gyeongju, w Hotelu Hyundai, nad jeziorem Bonum, w południowo-wschodniej części Korei Południowej. Zgromadzenia Ogólne Unii odbywają się co cztery lata, przed Międzynarodowymi Kongresami Matematyków (International Congresses of Mathematicians, ICM), w kraju kongresu, ale na ogół w innym mieście. W 2014 roku Kongres odbył się w Seulu.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono projekt koncepcyjny urządzenia mechatronicznego przeznaczonego do wspomagania dowodzenia w czasie działań bojowych żołnierzy na polu walki.
EN
In this paper presents the conceptual design of mechatronic devices intended for command support during combat troops on the battlefield.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.