Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of popular path planning algorithms

Kara Mehmet

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2024

|

Vol. 70, No. 1

13--22

EN

The navigation of mobile robots is a key element of autonomous systems, which allows robots to move effectively and securely in changing environments with greater autonomy and precision. This study aims to provide researchers with a comprehensive guide for selecting the best path-planning methods for their particular projects. We evaluate some popular algorithms that are regularly used in mobile robot navigation, in order to demonstrate their specifications and determine where they are most effective. For example, one algorithm is used to model the problem as a standard graph, and another algorithm is found to be the most suitable for highly dynamic and highly dimensional environments, due to its robust path-planning capabilities and efficient route construction. We also filter high-performance algorithms in terms of computational complexity, accuracy, and robustness. In conclusion, this study provides valuable information on its individual strengths and weaknesses, helping robotics and engineers make informed decisions when selecting the most appropriate algorithm for their specific applications.

2

Proposal of ECDIS simulation tests for dredging activity in seaports: A project management approach

Kaizer Adam

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2023

|

nr 73 (145)

29--34

EN

The main purpose of dredging is to maintain the required depth of harbors and marine and inland waterways. Any investment work in port infrastructure should be planned in such a way as to minimize interference with the port operations and vessel traffic. The research aims to analyze work scenarios involving a proposed dredging fleet using a Navi-Trainer Professional 5000 navigational and maneuvering simulator connected to the Transas Navi-Sailor 4000 navigation information system. An analysis performed using these electronic chart display and information system (ECDIS) simulators allows the operational parameters of the dredging project to be determined. These parameters include driving time, time taken to fill a TSHD dredger to full capacity, scale of maneuverability of the dredger within the port area, and determination of the safe distance between dredging vessels and other ships. The proposed solution may be supplemented with additional computer-based programs, providing a valuable tool in the research and monitoring of planned and current dredging projects.

3

Potential Use of Mangroves as Nature-Based Solutions to Improve Navigation Conditions in a Port in Southern Brazil

Previti L. S., Alfredini P.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2023

|

Vol. 17 No. 3

507--513

EN

Mangroves and the associated shoal forest known as ‘restinga' are ecosystems of great ecological relevance that play a significant role in the protection of the coastline in tropical regions. In Brazil, the coastal region has been severely affected by urban expansion. The Paranaguá Port, located in Paraná State (Brazil), is the fourth most important Brazilian port in throughput, and is located in an estuarine region which features large mangrove forests. An historical assessment of its inner access channel dredging rates was made to assess the impacts that the expansion of the Port in the last 30 years may have caused to the ecosystem. In the following, the historical data concerning the dredged volume in the inner access channel was compared to the mangrove and the shoal forest associated variation, aiming to establish a potential correlation between vegetation and siltation in the inner access channel to show as the preservation or restoration of specific ecosystems has potential to Nature-Based Solutions.

4

Analyzing the feasibility of an unmanned cargo ship for different operational phases

Røstum Bellingmo P., Wille E., Nordahl H., Mørkrid O. E., Holte E. A.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2023

|

Vol. 17 No. 2

397--404

EN

The maritime industry has begun to look into autonomous ships as an alternative to conventional ships due to growing pressure to reduce the environmental impact of maritime transportation, to increase safety, to mitigate the growing challenges in recruiting seafarers, and to increase profit margins. There is a lot of research on the challenges and feasibilities of an autonomous ship. However, there is less discussion on the transition from manned to unmanned ships and the tasks that are feasible to automate before the whole ship is unmanned. This paper investigates the technical and regulatory feasibility of automating different tasks for different operational phases for a large cargo ship. This study shows that a fully unmanned cargo ship is not feasible today, but that some tasks can be automated within the next five years.

5

Problematyka eksploatacji autonomicznych robotów mobilnych AMR

Tomasik Marcin, Lis Stanisław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

315--318

PL

W artykule przedstawiono problematykę funkcjonowania lokalizacji w autonomicznych robotach mobilnych AMR. Lokalizację robota mobilnego przeprowadza się nie na podstawie jednego pomiaru, lecz serii pomiarów wykonywanych najczęściej podczas jazdy. Pojedynczy pomiar dostarcza częściowych danych. Dokładne wyznaczenie położenia robota na podstawie jednego pomiaru z zastosowanie kamery było możliwe przez stereowizję, czyli układ kamer sprzężonych ze sobą, lub przez triangulację, czyli pomiar azymutu do trzech obiektów znajdujących się na jednym zdjęciu. Jak zauważono w przeprowadzonych badaniach, do lokalizacji nadają się płaskie znaczniki z dwoma wyraźnymi pionowymi krawędziami zewnętrznymi. Analiza dokładności lokalizacji na podstawie blisko położonych znaczników znajdujących się na jednym obrazie pokazuje, że mogą wystąpić niekorzystne konfiguracje powodujące bardzo duży błąd lokalizacji. Z kolei dobrą dokładność w triangulacji zawsze uzyskamy, gdy znaczniki są znacznie od siebie kątowe, co wymaga porównania kilku zdjęć lub użycia skanera laserowego, który pozwala na niemal równoczesny pomiar w obszarze o szerokich granicach kątowych.

EN

The scientific work describes the problem of the functioning of locations in AMR autonomous mobile robots. The location of the mobile robot is carried out not on the basis of one measurement, but a series of measurements performed most often while driving. A single measurement provides partial data. Accurate determination of the robot's position on the basis of one measurement with the use of a camera was possible by stereovision, i.e. a system of cameras coupled with each other, or by triangulation, i.e. measuring the azimuth to three objects in one photo. Suitable for locating are flat markers with two distinct vertical outer edges. The analysis of the location accuracy on the basis of closely located markers located in one image shows that there may be unfavorable configurations causing a very large location error. In turn, good accuracy in triangulation will always be obtained if the markers are significantly angularly apart, which requires the comparison of several photos or the use of a laser scanner that allows almost simultaneous measurement in the area with wide angular boundaries.

6

Precise indoor location system using Ultra-Wideband technology

Gnaś Dominik, Adamkiewicz Przemysław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

270--273

EN

This article discusses two ways of measuring the distance with UWB technology and then identifies the advantages and disadvantages of the methods discussed. Measurement results for the measurement methods discussed are presented. The RSSI from which the distance can be calculated is also presented, as well as how to calculate the distance for the ToF method.

PL

W niniejszym artykule omówiono dwa sposoby pomiaru odległości z wykonanymi w technologii UWB, następnie określono wady oraz zalety omawianych metod. Przedstawiono wyniki pomiarów dla dla omawianych metod pomiarowych. Zaprezentowano również sposoby obliczania RSSI na podstawie której możliwe jest obliczenie odległości, oraz sposób obliczania odległości dla metody ToF.

7

Perception technology for conversion of off-road vehicles for the purposes of unmanned missions

Nowakowski Marek

Journal of civil engineering and transport

|

2023

|

Vol. 5, No. 4

15--27

EN

Autonomous ground vehicles (AGV) have great potential for a wide range of applications, both in the civilian and military fields. Nowadays there is an interest in converting existing off-road vehicles into remotely controlled platforms with autonomous mode due to several benefits, including reducing the risk to human life, increasing efficiency and accuracy, and allowing the vehicles to operate in hazardous zones. Environmental perception technology plays a critical role in enabling the safe and effective operation during unmanned missions. This technology involves sensors, cameras, and other devices to gather information about the environment and provide the unmanned ground platform (UGV) with a perception of its surroundings. In recent years, there has been significant progress in the development of environmental perception systems, including the use of advanced sensors, machine learning algorithms, and other innovations have become a focus of research and development for many countries. This paper describes a combination of commercially available vision sensors, laser scanners and navigation modules for comprehensive understanding of operational environment, orientation, objects recognition during autonomous mode. Typical methods for vision and lidar-based obstacle detection and object classification for unmanned vehicles are described. The aim of the work was to examine in real environment the performance of a perception system that was configured using a daylight-thermal observation and stereo cameras, lidar sensor, GNSS module, radio links along with computing units. This system was evaluated in terms of performance of different sensors considering implementation for all terrain vehicle as subsystem for unmanned mode.

PL

Pojazdy (AGV) mają ogromny potencjał pod kątem szerokiego spektrum zastosowań, zarówno na rynku cywilnym, jak i wojskowym. Konwersja pojazdów terenowych w zdalnie sterowane platformy z trybem autonomicznym wzbudza duże zainteresowanie ze względu na szereg korzyści takich jak: zmniejszenie zagrożenia życia ludzkiego, zwiększenie wydajności i dokładności oraz umożliwienie poruszania się pojazdów w strefach niebezpiecznych. Systemy analizy otoczenia odgrywa kluczową rolę pod kątem bezpiecznego i efektywnej realizacji misji bezzałogowych. Układy percepcji obejmują: czujniki, kamery i inne urządzenia umożliwiające pozyskanie informacji o otoczeniu i dostarczenie danych o środowisku operacyjnym bezzałogowej platformie naziemnej (UGV). W ostatnich latach obserwuje się znaczny postęp technologiczny w dziedzinie systemów percepcji otoczenia, a w szczególności zaawansowanych czujników, algorytmów uczenia maszynowego i innych innowacyjnych rozwiązań, które stały się przedmiotem badań i rozwoju wielu krajów. W artykule opisano wykorzystanie dostępnych na rynku czujników wizyjnych, skanerów laserowych i modułów nawigacyjnych w celu pełnego zobrazowania środowiska operacyjnego, lokalizacji oraz rozpoznawania obiektów w trybie autonomicznego przejazdu. Opisano typowe metody wykrywania przeszkód i klasyfikacji obiektów na podstawie systemów wizyjnych oraz skanerów laserowych instalowanych w pojazdach bezzałogowych. Celem pracy było zbadanie, w warunkach rzeczywistych, działania systemu percepcyjnego skonfigurowanego z wykorzystaniem kamery termowizyjnej i stereoskopowej, lidaru, modułu GNSS, modułów radiowych wraz z jednostkami obliczeniowymi. System ten został zweryfikowany pod kątem użyteczności informacji pozyskiwanych z poszczególnych typów sensorów na potrzebny realizacji trybu bezzałogowego przez pojazdy terenowe.

8

Navigation strategy for mobile robot based on computer vision and YOLOv5 network in the unknown environment

Bui Thanh-Lam, Tran Ngoc-Tien

Applied Computer Science

|

2023

|

Vol. 19, no 2

82--95

EN

The capacity to navigate effectively in complex environments is a crucial prerequisite for mobile robots. In this study, the YOLOv5 model is utilized to identify objects to aid the mobile robot in determining movement conditions. However, the limitation of deep learning models being trained on insufficient data, leading to inaccurate recognition in unforeseen scenarios, is addressed by introducing an innovative computer vision technology that detects lanes in real-time. Combining the deep learning model with computer vision technology, the robot can identify different types of objects, allowing it to estimate distance and adjust speed accordingly. Additionally, the paper investigates the recognition reliability in varying light intensities. When the light illumination increases from 300 lux to 1000 lux, the reliability of the recognition model on different objects also improves, from about 75% to 98%, respectively. The findings of this study offer promising directions for future breakthroughs in mobile robot navigation.

9

Robotic technologies in horticulture: analysis and implementation prospects

Hutsol Taras, Kutyrev Alexey, Kiktev Nikolay, Biliuk Mykola

Agricultural Engineering

|

2023

|

Vol. 27, No. 1

113--133

EN

The article contains an analytical review and perspectives of robotic technologies in horticulture. Trends in the growth of production, implementation, and sales of robots in various regions of the world are revealed. The analysis showed a lag in the introduction of agricultural robots compared to other sectors of the economy, as well as a significant gap between the countries of the Asian region and other continents. A review of technical means of three main components of ground agricultural robots is considered: navigation systems, sensors, and platform design. Examples of constructing a tree trajectory using the A* algorithm and using the Rviz visualization tools and the Github PathFindings graphical web service are given. As a result of the conducted research, the use of Lidar sensors is recommended, which will make it possible to design the route of robotic platforms, build maps by scanning a previously unknown surrounding space and updating the resulting map at each step of the algorithm in real time. The use of existing modern sensors with an optical rangefinder with a resolution of 4.5 million pixels, a frame rate of 25 frames per second and the ability to automatically adapt to the light level in combination with stereo cameras and GPS/GLONASS navigation will improve the positioning accuracy of robotic platforms and ensure autonomous operation. To perform basic technological operations for the care of plantings with row spacing of 2.5-4 m, a tree crown height up to 3-3.5 m with intensive technologies, the following design parameters of a robotic platform are required: agro-treatment of at least 1200 mm, adjustable track width of 1840-2080 mm, weight not more than 400 kg, load capacity not less than 1000 kg, the power of the power plant is not less than 5 kW.

PL

Niniejszy artykuł zawiera przegląd analityczny i perspektywę dla technologii robotycznych w ogrodnictwie. Przedstawiono kierunki rozwoju produkcji, wdrożenia oraz sprzedaży robotów w różnych regionach świata. Analiza pokazuje przepaść między wprowadzeniem robotów rolniczych w porównaniu do innych gałęzi gospodarki oraz dużą różnicę między krajami regionu Azji a innymi kontynentami. Wzięto pod uwagę przegląd trzech głównych części naziemnych robotów rolniczych: systemy nawigacji, czujniki oraz projekty platform. Przedstawiono przykłady konstrukcji trajektorii drzewa za pomocą algorytmu A* oraz narzędzi wizualizacyjnych Rviz oraz sieciową usługę graficzną Github PathFindings. W wyniki przeprowadzonego badania zarekomendowano stosowanie czujników Lidar, co pozwoli na zaprojektowanie trasy dla platform robotycznych, stworzenie mapy przez skanowanie znanej wcześniej otaczającej przestrzeni i aktualizację takiej mapy na każdym etapie algorytmu w czasie rzeczywistym. Zastosowanie istniejących nowoczesnych czujników z optycznym dalmierzem o rozdzielczości 4,5 miliony pikseli, częstotliwości wyświetlania klatek 25 klatek na sekundę i możliwości automatycznej adaptacji do poziomu światła w połączeniu z kamerami stereo, a nawigacja GPS/GLONASS ulepszy dokładność pozycjonowania automatycznych platform i zapewni działanie autonomiczne. Aby wykonać podstawowe operacje technologiczne na nasadzeniach o rozmieszczeniu 2,5-4 m, o wysokości korony drzewa do 3-3,5 m za pomocą intensywnych technologii, następujące parametry projektu platformy automatycznej są konieczne: agro-operacja co najmniej 1200 mm, szerokość jazdy 1840-2080 mm, waga nie przekraczająca 400 kg, obciążenie nie większe niż 1000 kg, moc silnika nie mniejsza niż 5 kW.

10

Realizacja układu do pomiaru wpływu poziomu zurbanizowania terenu na jakość wyznaczania pozycji w systemie GPS

Bielawski Antoni, Lazarowska Agnieszka

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2022

|

Nr 75

9--12

PL

W artykule zaprezentowano projekt układu do rejestrowania położenia bezwzględnego z wykorzystaniem systemu GPS, który umożliwił przeprowadzenie badań nad wpływem poziomu zurbanizowania terenu na jakość wyznaczania pozycji. W tym celu dokonano rejestracji położenia w dwóch miejscach, w terenie zurbanizowanym oraz w dwóch w terenie niezurbanizowanym. Następnie dokonano analizy wyników w oparciu o parametr HDOP (ang. Horizontal Dilution Of Precision – współczynnik geometrycznej dokładności w płaszczyźnie poziomej) oraz liczbę widocznych satelitów.

EN

The article presents the design of the absolute position recording system with the use of the GPS system, which made it possible to conduct research on the influence of the level of urbanization of the area on the quality of determining the position. For this purpose, position registration was made in two places in urbanized areas and in two in non-urbanized areas. Then, the results were analyzed based on the HDOP (Horizontal Dilution of Precision) parameter and the number of visible satellites.

11

Analysis of communication ontology between sea-going vessels in real collision situations

Hatłas-Sowińska Paulina, Wielgosz Mirosław

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2022

|

nr 69 (141)

91--97

EN

This article explores the use of ontology for semi-automatic marine vessel navigation and ship-to-ship communication to mitigate collision risk. Semi-automatic vessel communication is a step towards automatic communication for autonomous ships. Examples of how such communication can be used is discussed, based on a comprehensive analysis of selected marine collisions, with particular attention to the communication conducted on ships. The effectiveness of such communication was assessed and compared. The suggested solutions are based on the review of official reports from accident investigations. The novelties of this work include original ontologies and interfaces. Through this work, it could be possible to fully automate communication processes between ships. In future work, the research results in this work will be used to create a system of automatic communications for manned and autonomous vessels.

12

Zastosowanie kamer hiperspektralnych w nawigacji robotów mobilnych

Więckowski Rafał, Jakubczyk Kacper, Siemiątkowska Barbara

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

201-210

PL

Ocena przejezdności terenu jest zwykle dokonywana na podstawie mapy wysokości, w przypadku pojazdów istotna jest nie tylko geometria terenu, ale także rodzaj podłoża np. trawa, droga wyboista, asfalt. W poniższym artykule proponujemy wykorzystanie kamery hiperspektralnej i metody porównywania histogramów do klasyfikacji rodzaju podłoża. Przedstawiliśmy wyniki eksperymentów dla danych zebranych w rzeczywistym środowisku. Wykazaliśmy, że zastosowanie kamery hiperspektralnej umożliwia rozpoznawanie różnego typu powierzchni podłoża.

EN

An important element of the navigation system is the assessment of traversability. It is usually made on the basis of a height map. In the case of vehicles, not only the height is important, but also the type of ground, e.g. grass, bumpy road, asphalt. In the following article, we propose the use of a hyperspectral camera and a method of comparing histograms to classify the type of substrate. We presented the results of the experiments for data collected in a real environment.

13

Indoor localization system using UWB

Gnaś Dominik, Adamkiewicz Przemysław

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2022

|

T. 12, nr 1

15--19

EN

This paper discusses two ways of measuring the distance between the transmitter and the receiver using UWB technology, then identifies their advantages and disadvantages. The method of calculating the position is presented together with the method of predicting errors based on room geometry. The hardware configuration of the transmitter and receiver systems included in a location system based on UWB technology is explained. Bluetooth technology is discussed, which is used to connect the location system with the environmental monitoring system.

PL

W niniejszym artykule omówiono dwa sposoby pomiaru odległości między nadajnikiem, a odbiornikiem wykonanymi w technologii UWB, następnie określono ich wady oraz zalety. Przedstawiono sposób obliczania pozycji wraz z metodą przewidywania błędów w oparciu o geometrie pomieszczenia. Wyjaśniono konfigurację sprzętową nadajnika oraz odbiornika układów wchodzących w skład systemu lokalizacji opartych o technologię UWB. Omówiono technologię Bluetooth, która wykorzystana została do połączenia ze sobą systemu lokalizacji wraz z systemem nadzorowania warunków środowiskowych.

14

Odkrywanie dna akwenu

Kulbacki Aleksander, Bielecki Kacper

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2022

|

nr 8

42--44

15

Universal design - Bluetooth Low Energy-based navigation information systems for people with disabilities

Pabich Marek, Gajowiak Magda

Builder

|

2022

|

R.26, nr 1

32--35

EN

The Universal Design aims to improve the functionality and accessibility of urbanized areas for all users, regardless of their physical, perceptual, or intellectual capability. This task is also a priority for the Polish government, however legislations do not provide clear solutions for supporting people with perceptual limitations. Contemporary technologies can support the spatial orientation of people with disabilities, allowing them to get around independently and safely. Bluetooth Low Energy (BLE) technology, unlike to the global positioning system (GPS), allows accurate indoor location and navigation. The purpose of this article is to discuss and benchmark two BLE-based navigation and information systems: The GuideBeacon supported by the IBeaconMap software and Totupoint. The result is a summary of the key functionality and limitations of both solutions and an indication of the prospects for further development.

PL

Projektowanie uniwersalne stawia sobie za cel zwiększenie funkcjonalności i dostępności przestrzeni zurbanizowanych dla wszystkich użytkowników, bez względu na ich percepcyjne, fizyczne czy psychiczne zdolności. To zadanie jest również priorytetem działań polskiego rządu, jednakże istniejące akty prawne nie określają rozwiązań funkcjonalnych, które sprzyjałyby orientacji przestrzennej osób z ograniczeniami w zakresie percepcji. Rozwiązania współczesnej technologii mogą wspierać orientację przestrzenną osób z niepełnosprawnościami, dzięki czemu będą one mogły przemieszczać się niezależnie i bezpiecznie. Technologia Bluetooth Low Energy (BLE), w przeciwieństwie do Globalnego Systemu Pozycjonowania (GPS), pozwala na dokładne lokalizowanie oraz nawigowanie w obiektach zamkniętych. Celem artykułu jest omówienie i analiza porównawcza dwóch systemów nawigacyjno-informacyjnych opartych na technologii BLE: The GuideBeacon wspieranego przez oprogramowanie IBeaconMap oraz systemu Totupoint. Rezultatem jest zestawienie najważniejszych funkcjonalności, a także ograniczeń obydwu rozwiązań i wskazanie perspektyw dalszego rozwoju.

16

The use of an unmanned aerial vehicle to acquire data to develop inland electronic navigational charts: The case of a bridge and the navigation infrastructure located on it

Łubczonek Jacek

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2021

|

nr 68 (140)

119--127

EN

Unmanned aerial vehicle (UAV) technologies are becoming increasingly common, with ever-expanding applications. Low-altitude imaging makes it possible to quickly acquire high-resolution data for various objects, especially for mapping. This paper presents the mapping of a bridge and its notice marks, lights, and span to produce electronic navigation charts for inland navigation. The research object was the Clowy Bridge on the Regalica River in Szczecin, Poland. In order to carry out the research, two photogrammetric flights were made, and three sets of photos were created, from which orthophotos were developed. The research included the analysis of the orthophoto generation process, as well as quantitative and qualitative analyses. The results of the research demonstrated the possibility of using this type of data for mapping bridges to create electronic navigation maps for inland navigation.

17

Kamera termowizyjna wspomagająca nawigację pojazdów UAV

Bieszczad Grzegorz, Sawicki Krzysztof, Gogler Sławomir, Ligienza Andrzej, Mścichowski Mariusz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2021

|

R. 25, nr 3

43--50

PL

Tematem artykułu jest ocena skuteczności opracowanego czujnika przeznaczonego do wspomagania nawigacji bezzałogowych statków powietrznych (BSP). Jego działanie opiera się na przetwarzaniu obrazów pozyskiwanych z kamery termowizyjnej pracującej w paśmie długofalowej podczerwieni (LWIR) umieszczonej pod podwoziem pojazdu. Przemieszczenie przestrzenne pojazdu określane jest poprzez analizę ruchu charakterystycznych punktów promieniowania cieplnego (grunt, las, budynki itp.) na zdjęciach uzyskanych za pomocą kamery termowizyjnej. Zakres i kierunek przemieszczenia uzyskuje się poprzez przetwarzanie strumienia kolejnych obrazów za pomocą algorytmu opartego na przepływie optycznym wyznaczanym w czasie rzeczywistym. Analiza rozkładu promieniowania pozwala na obliczenie wektora translacji kamery w przestrzeni. Zaletami systemów pomiarowych opartych na analizie obrazu termicznego, w porównaniu z tradycyjnymi inercyjnymi czujnikami nawigacyjnymi, jest brak efektu dryftu, odporność na zmiany pola magnetycznego, mała podatność na zakłócenia elektromagnetyczne oraz na zmiany warunków atmosferycznych. W przeciwieństwie do czujników czułych na światło widzialne, czujnik termowizyjny oferuje pracę w całkowitej ciemności (noce o złej pogodzie i w pomieszczeniach).

EN

The topic of this paper is an evaluation of developed sensor intended for navigation aid of unmanned aerial vehicles (UAVs). Its operation is based on processing images acquired with a thermal camera operating in the long-wave infrared band (LWIR) placed underneath a vehicle’s chassis. The vehicle’s spatial displacement is determined by analyzing movement of characteristic thermal radiation points (ground, forest, buildings, etc.) in pictures acquired by the thermal camera. Magnitude and direction of displacement is obtained by processing the stream of consecutive pictures with optical-flow based algorithm in real time. Radiation distribution analysis allows to calculate camera’s self-translation vector. Advantages of measuring translation based on thermal image analysis is lack of drift effect, resistance to magnetic field variations, low susceptibility to electromagnetic interference and change in weather conditions as compared to traditional inertial navigation sensors. As opposed to visible light situational awareness sensors, it offers operation in complete darkness (harsh weather, nights and indoors). The topic of this paper is an evaluation of developed sensor intended for navigation aid of unmanned aerial vehicles (UAVs). Its operation is based on processing images acquired from a thermal camera operating in the long-wave infrared band (LWIR) placed underneath a vehicle’s chassis. The vehicle’s spatial displacement is determined by analyzing movement of characteristic thermal radiation points (ground, forest, buildings, etc.) in pictures acquired by the thermal camera. Magnitude and direction of displacement is obtained by processing the stream of consecutive pictures with optical-flow based algorithm in real time. Radiation distribution analysis allows to calculate camera’s self-translation vector. Advantages of measuring translation based on thermal image analysis is lack of drift effect, resistance to magnetic field variations, low susceptibility to electromagnetic interference and change in weather conditions as compared to traditional inertial navigation sensors. As opposed to visible light situational awareness sensors, it offers operation in complete darkness (harsh weather, nights and indoors).

18

Trajectory planning for narrow environments that require changes of driving directions

Roth Jörg

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2021

|

Vol. 15, No. 4

18--29

EN

In the area of mobile robotics, trajectory planning is the task to find a sequence of primitive trajectories that connect two configurations, whereas non-holonomic constraints, obstacles and driving costs have to be considered. In this paper, we present an approach that is able to handle situations that require changes of driving directions. In such situations, optimal trajectory sequences contain costly turning maneuvers – sometimes not even on the direct path between start and target. These situations are difficult for most optimization approaches as the robot partly has to drive paths with higher cost values that seem to be disadvantageous. We discuss the problem in depth and provide a solution that is based on maneuvers, partial backdriving and free-place discovery. We applied the approach on top of our Viterbi-based trajectory planner.

19

Comparison of algorithms for satellite attitude determination using data from visual sensors

Narkiewicz Janusz, Sochacki Mateusz, Rodacki Adam, Grabowski Damian

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 4

art. no. e137935

EN

The objective of the research was to investigate the efficiency of selected methods of data fusion from visual sensors used on-board satellites for attitude measurements. Data from a sun sensor, an earth sensor, and a star tracker were fused, and selected methods were applied to calculate satellite attitude. First, a direct numerical solution, a numerical and analytical solution of the Wahba problem, and the TRIAD method for attitude calculation were compared used for integrating data produced by a sun sensor and an earth sensor. Next, attitude data from the star tracker and earth/sun sensors were integrated using two methods: weighted average and Kalman filter. All algorithms were coded in the MATLAB environment and tested using simulation models of visual sensors. The results of simulations may be used as an indication for the best data fusion in real satellite systems. The algorithms developed may be extended to incorporate other attitude sensors like inertial and/or GNSS to form a complete satellite attitude system.

20

Efficient non-odometry method for environment mapping and localisation of mobile robots

Adamowicz Mateusz, Ambroziak Leszek, Kondratiuk Mirosław

Acta Mechanica et Automatica

|

2021

|

Vol. 15, no. 1

24--29

EN

The paper presents the simple algorithm of simultaneous localisation and mapping (SLAM) without odometry information. The proposed algorithm is based only on scanning laser range finder. The theoretical foundations of the proposed method are presented. The most important element of the work is the experimental research. The research underlying the paper encompasses several tests, which were carried out to build the environment map to be navigated by the mobile robot in conjunction with the trajectory planning algorithm and obstacle avoidance.