Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

On the Representation of Planes for Efficient Graph-based SLAM with High-level Features

100%

Wietrzykowski J.

|

2016

|

tom Vol. 10, No. 3

3--11

EN

Despite the fact, that dense SLAM systems are extensively developed and are getting popular, feature based ones still have many advantages over them. One of the most important matters in sparse systems are features. The performance and robustness of a system depends strictly on the quality of constraints imposed by feature observations and reliable matching between measurements and features. To improve those two aspects, higher-level features can be used, and planes are a natural choice. We tackle the problem of plugging planes into the g2o optimization framework with two distinct plane representations: one based on a properly stated SE(3) parametrization and one based on a minimal parametrization analogous to quaternions. Proposed solutions were implemented as extensions to the g2o framework and experiments that verify them were conducted using simulation. We provide a comparison of performance under various conditions that emphasized differences.

2

Straight-lines modelling using planar information for monocular SLAM

100%

Santana A. , Medeiros A.

|

nr 2

409-421

EN

This work proposes a SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) solution based on an Extended Kalman Filter (EKF) in order to enable a robot to navigate along the environment using information from odometry and pre-existing lines on the floor. These lines are recognized by a Hough transform and are mapped into world measurements using a homography matrix. The prediction phase of the EKF is developed using an odometry model of the robot, and the updating makes use of the line parameters in Kalman equations without any intermediate stage for calculating the distance or the position. We show two experiments (indoor and outdoor) dealing with a real robot in order to validate the project.

3

Visual simultaneous localisation and map-building supported by structured landmarks

89%

Bączyk R. , Kasiński A.

|

2010

|

tom Vol. 20, no 2

281-293

EN

Visual simultaneous localisation and map-building systems which take advantage of some landmarks other than point-wise environment features are not frequently reported. In the following paper the method of using the operational map of robot surrounding, which is complemented with visible structured passive landmarks, is described. These landmarks are used to improve self-localisation accuracy of the robot camera and to reduce the size of the Kalman-filter state-vector with respect to the vector size involving point-wise environment features only. Structured landmarks reduce the drift of the camera pose estimate and improve the reliability of the map which is built on-line. Results of simulation experiments are described, proving advantages of such an approach.

4

Scan matching based SLAM - dealing with dynamic obstacles

89%

Krejsa J. , Vechet S.

|

2008

|

tom z. 7

59--62

EN

Localization and mapping is essential task in autonomous mobile robotics. There is a number of methods dealing with the task. The method called Potential-Based Scan Matching uses proximity sensor data and does not require the odometry readings for successful localization. The method is resistant towards the noise in proximity sensors. This paper is focused on testing the method in dynamically changing environment. Tests were performed for variable size of obstacles and speed of its motion.

5

Systemy nawigacyjne miniaturowych bezzałogowych statków powietrznych

71%

Kraszewski T. , Kaniewski P. , Kubicki I.

|

2013

|

tom Vol. 62, nr 4

155-177

PL

W związku z realizowanym projektem badawczym, w centrum zainteresowania autorów znalazły się obiekty powietrzne należące do grupy małych bezzałogowych statków powietrznych – mini BSP, a dokładnie systemy nawigacyjne wykorzystywane na takich obiektach i ich integracja. Celem opracowania było przeprowadzenie analizy rozwiązań systemów nawigacyjnych stosowanych na współczesnych mini BSP. Przeanalizowano literaturę obejmującą różnego rodzaju publikacje (materiały konferencyjne, periodyki, prace naukowe). Dokonano przeglądu tej problematyki w szerokim zakresie stosowanych systemów – od tych będących w fazie badań symulacyjnych do takich zaimplementowanych na rzeczywistych obiektach powietrznych ze szczególnym zwróceniem uwagi na małe platformy powietrzne. Przeprowadzone badania pozwoliły na wypracowanie obszernej wiedzy na temat współczesnych systemów nawigacyjnych przeznaczonych dla mini BSP. W ich wyniku dokonano podziału systemów na kilka podgrup w zależności od sposobu działania użytych sensorów składowych lub wykorzystanych przez nich technologii. Następnie przedstawione zostały przykłady takich systemów dla każdej ze stworzonych podgrup. Analiza rozwiązań wykazała bardzo zróżnicowany zakres przedstawianych informacji o systemach nawigacyjnych zaimplementowanych na BSP. Podstawowym systemem wykorzystywanym na takich obiektach jest GPS/INS. W celu poprawy dokładności estymacji parametrów nawigacyjnych wykorzystuje się modyfikacje GPS – DGPS i RTK GPS oraz rozszerzenie systemu bazowego o dodatkowe sensory (SLAM, VISION) umożliwiające poprawę jakości nawigacji mini BSP. Integracja informacji z sensorów odbywa się przy wykorzystaniu elementów filtracji nieliniowej ze szczególnym uwzględnieniem filtracji Kalmana i jej modyfikacji. Pojawiają się również inne algorytmy, ale są one w znacznej mniejszości. Ograniczeniami dla elementów składowych systemów nawigacji na mini BSP oraz systemu jako całości są niewątpliwie jego parametry fizyczne – masa, wymiary, jak również zapotrzebowanie energetyczne. Kolejnym wymaganiem są również niezbędne moce obliczeniowe systemów komputerowych do pracy w czasie rzeczywistym lub gromadzenia, przesyłania danych i ich obróbki po locie. Oczywiście te elementy, jak i inne uzależnione są w znaczącym stopniu od misji wykonywanej przez miniaturowy bezpilotowy statek powietrzny.

EN

In connection with a realized research project, the authors were focused on aircrafts belonging to the group of small unmanned aerial vehicles – mini UAV, precisely the navigation systems used on such objects and their integration. The aim of the study was to analyze the solutions of navigation systems used in today’s mini UAV. We analyzed the literature covering various publications (conference materials, periodicals, theses). A review of these issues was made in a wide range of these systems – from those which were in the phase of simulation for such objects that were implemented in the real aircraft, with particular emphasis on small aerial platforms. The study allowed us to acquire extensive knowledge of modern navigation systems designed for many unmanned aerial vehicles. As a result, the systems were divided into several groups depending on the action mode of the used sensors or technologies used by these sensors. Subsequently, there were presented the examples of such systems which were designed for each of the subgroups. Analysis of the solutions showed a very diversified range of presented information about navigation systems implemented in the mini UAV. The basic system used on the mini UAV is a GPS/INS integrated system. In order to improve the accuracy of navigation parameters estimation, GPS modifications – DGPS and RTK GPS were used and basic system extension of additional sensors (SLAM, VISION) for improving the quality of UAV navigation. Integration of the information from the sensors is performed with the aid of non-linear filtering elements with articular reference to the Kalman filter and his modifications. There are also other algorithms, but they occur very rarely. Limitations for navigation systems’ components on mini UAV and the whole system are no doubt their physical parameters – weight, dimensions and energy requirements. Another condition it is the necessary computing power of the computer systems to operate and collect data in real-time and to process data after the flight. Of course, these limitations and requirements depend on the carried out missions by miniature unmanned aerial vehicles.

6

Architektura układu sterującego robotem mobilnym w systemie SOMRS

51%

Terlikowski G. , Bartyna W.

|

2014

|

tom R. 18, nr 2

118--127

PL

Zaproponowano nowe podejście (architekturę) do budowy układu sterowania pojedynczym robotem mobilnym. Bazuje ono na paradygmacie SOA, w którym robot widziany jest jako zbiór świadczonych przez siebie usług. W informatyce paradygmat SOA jest uznanym i często stosowanym podejściem do projektowania rozproszonych systemów. W robotyce takim systemem jest niewątpliwie system wielorobotowy. Próba przeniesienia paradygmatu SOA w obszar robotyki ma na celu wykazanie przydatności tego podejścia w robotyce mobilnej. Zaproponowana architektura układu sterującego robotem mobilnym składa się z czterech warstw programowych. Najniższa warstwa, tj. warstwa kontroli urządzeń i agregacji danych, odpowiedzialna jest za kontrolę urządzeń (sensorów, manipulatorów itp.), w które wyposażony jest robot oraz za agregację, przetwarzanie i fuzję pozyskanych z nich danych. Funkcje kolejnej warstwy nawigacji, zwykle implementowane są przez system nawigacyjny robota, który umożliwia m.in. sprawne wyznaczanie i pokonywanie tras. Kontrolery wykonania usług rezydują w warstwie logiki wykonania usług i są odpowiedzialne za realizację poszczególnych usług świadczonych przez robota. W najwyższej warstwie, tj. warstwie zarządzania usługami, znajduje się Menadżer Usług, odpowiedzialny za komunikację systemu robota z pozostałymi komponentami systemu SOMRS oraz za zarządzanie wykonaniem usług na robocie. Na podstawie opracowanej architektury powstał prototyp systemu robota, który został zainstalowany na dwóch robotach typu Pioneer P3-DX. Eksperymenty z udziałem tych robotów pozwoliły na weryfikację przydatności opracowanej architektury w praktycznych zastosowaniach.

EN

A new architecture of a control system of a mobile robot is proposed. It is based on the SOA paradigm (Service Oriented Architecture), in which the robot is seen as a set of services it provides. In Computer Science, the SOA paradigm is a valid and often used approach when designing distributed systems. A multirobot system is an example of such a system. The proposed architecture of a mobile robot control system consists of four software layers. The lowest layer, the device control and data aggregation layer, is responsible for the control of devices ( sensors, effectors, etc.), with which the robot is equipped, and for aggregation , processing and fusion of data gathered by these devices. Functions of the next layer, the navigation layer, are usually implemented by a robot navigation system which enables efficient determination of routes and robot movement. Service execution controllers reside in the service execution logic layer and are responsible for the realization of various services provided by the robot. The top layer, the service management layer, consists of Services Manager which is responsible for the communication between the robot control system and the other components of the SOMRS system as well as for the management of service realization. A prototype robot system was developed based on the proposed architecture. It was installed on two Pioneer P3-DX mobile robots. Experiments involving these robots allowed us to verify the usefulness of the developed architecture in practical applications.

7

Metoda zarządzania mapą wizyjnego systemu SLAM

51%

Bączyk R. , Kasiński A.

|

tom z. 175, t. 2

547-560

PL

W przypadku wizyjnych systemów SLAM idea umieszczania na mapie innych obiektów niż punktowe cechy otoczenia jest stosunkowo rzadko spotykana w literaturze. W atrykule przedstawiono metodę uwzględniania na budowanej mapie otoczenia planarnych obiektów prostokątnych. Stosowanie ich jako znaków nawigacyjnych ma na celu: - poprawę dokładności lokalizacji kamery względem obiektów umieszczanych na mapie - zmniejszenia rozmiaru wektora stanu śledzonego przez filtr Kalmana - zredukowanie dryfu estymaty położenia kamery - poprawę niezawodności rozpoznawania na obrazie obiektów mapy. Zasadniczą treścią artykułu jest prezentacja metody zarządzania mapą zbudowaną z dwóch typów cech otoczenia: punktów rozpoznawanych na obrazach jako narożniki oraz celowo rozmieszczonych w otoczeniu sztucznych znaków nawigacyjnych. Zalety uwzględniania na mapie złożonych obiektów oraz zalety proponowanej metody zarządzania mapą poparto wynikami eksperymentów symulacyjnych. Praca ma charakter poznawczy i stanowi pierwszy etap w procesie implementacji systemu pracującego w warunkach rzeczywistych.

EN

Visual Simultaneous Localisation And Map-building systems which are taking advantage of some other landmarks than point-wise environment features are not frequently reported. In this paper the method of using operational maps of robot surrounding, which is complemented with visible structured passive landmarks, is described. Here we have aimed to treat planar patterns as a new class of environment artefacts and as such to include them in the map. These landmarks are used to improve the self-localisation accuracy of the robot camera and to reduce the Kalman-filter state-vector size with respect to the system involving point-wise environment features only. Structured landmarks reduce the drift of the camera pose estimate and improve the reliability of the map which is built on-line. The main goal of this article is to present the map management scheme, in which all landmarks are kept in the map as navigation beacons, but old point-features are removed in order to constrain the excessive expansion of the state-vector size. The map including more complex navigational objects (landmarks) can be sparser being at the same time more precise reference than the map generated with the SLAM system accounting for point-features only. Results of simulation experiments are described, proving advantages of this approach.