Instytut Automatyki i Robotyki

Zakład sterowania i robotyki

Systemy nawigacji i lokalizacji robotów

Wykład

  • pojęcia podstawowe: lokalizacja, nawigacja, planowanie ruchu
  • schemat przepływu informacji w architekturze sterowania robota mobilnego
  • metody lokalizacji względnej: całkowanie ścieżki, lokalizacja inercyjna, opis ciągły i dyskretny, algorytmy numeryczne, ocena błędów pomiarowych i modelowanie niepewności, realizacja techniczna metod lokalizacji względnej, czujniki (sensory do pomiaru kąta, sonary dopplerowskie, akcelerometry, żyroskopy)
  • metody lokalizacji bezwzględnej: metoda trilateracji i triangulacji, algorytmy numeryczne, ocena błędów pomiarowych, realizacja techniczna metod lokalizacji bezwzględnej, czujniki i ich model (dalmierze ultradźwiękowe i laserowe), przykłady istniejących systemów
  • system lokalizacji satelitarnej GPS jako przykład metody lokalizacji bezwzględnej wykorzystującej metodę trilateracji
  • klasyfikacja i ogólna charakterystyka metod opisu środowiska: reprezentacja rastrowa, wektorowa i topologiczna
  • mapa rastrowa: podejście probabilistyczne, teoria ewidencji, metody zbiorów rozmytych, modele sensorów
  • mapa wektorowa: etapy tworzenia mapy wektorowej (akwizycja danych, segmentacja, określanie reprezentacji cech), aktualizacja mapy globalnej, opis niepewności
  • reprezentacje grafowe środowiska: graf widoczności, uogólniony diagram Woronoja, metoda sylwetki, metody dekompozycji przestrzeni
  • ogólne metody planowania ruchu w środowisku: metody przeszukiwania grafów, planowanie probabilistyczne, metody funkcji potencjalnych w wersji ciągłej i dyskretnej
  • wybrane metody planowania ruchu robotów nieholonomicznych: planowanie ścieżki optymalnej, wykorzystanie sparametryzowanej bazy sterowań, wykorzystanie własności układów różniczkowo-płaskich i planowanie za pomocą funkcji wielomianowych

 

Projekt

Systemy nawigacji i lokalizacji robotów Projekt Studenci realizują w grupach dwuosobowych semestralne projekty ilustrujące wybrane zagadnienia z lokalizacji i nawigacji robotów mobilnych. Projekty mają charakter teoretyczny i/lub sprzętowo-programowy.

Zalecana literatura: 
  1. R. C. Arkin (edytor), Principles of Robot Motion Theory, Algorithms and Implementation, Massachussets Institute of Technology (MIT), 2005,
  2. B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, Robotics: Modelling, Planning and Control, Springer 2009.
  3. R. Siegwart, I. Nourbaksh, Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT, 2004.
  4. Tchoń, Mazur, Hossa, Dulęba, Manipulatory i roboty mobilne, Akademia Oficyna Wydawnicza PLJ, 2002.
  5. B. Siciliano, O. Khatib (Ed.), Handbook of Robotics, Springer 2009.
  6. P. Skrzypczyński, Metody analizy i redukcji niepewnosci percepcji w systemie nawigacji robota mobilnego, Rozprawy, nr 407, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznan 2007.
  7. J. Borenstein (edytor), Where am I – Systems and Methods for Mobile Robot Positioning, 1996, http://www-personal.umich.edu/~johannb/shared/pos96rep.pdf.
Zasady zaliczenia: 

Ocena z projektu: ocena wykonania projektu na podstawie przygotowanego raportu końcowego oraz rozwiązania problemu (symulacyjnego lub sprzętowego).
Ocena z zajęć wykładowych: jest średnią ważoną oceny z zajęć laboratoryjnych (35%) oraz oceny z testu końcowego obejmującego treści wykładu (65%).