Autonomna navigacija mobilnih robota zasnovana na ultrazvučnim senzorima udaljenosti

doctoral thesis

• Title (english): Autonomous Navigation of Mobile Robots Based on Ultrasound Range Sensors
• Author: Edouard Ivanjko
• Mentor: Ivan Petrović (mentor)
• Committee member: Nedjeljko Perić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Ivan Petrović (član povjerenstva)
• Committee member: Davor Antonić (član povjerenstva)
• Committee member: Nikola Bogunović (član povjerenstva)
• Committee member: Fetah Kolonić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Control and Computer Engineering); Zagreb
• Defense date and country: 2020, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering
• Universal decimal classification (UDC): 621.3 - Electrical engineering ; 004 - Computer science and technology. Computing. Data processing

Abstract

Mobilna je robotika zadnjih desetljeća dinamično razvojno područje. Mobilni roboti postaju sve važniji u gospodarstvu, znanosti i svakodnevnom ljudskom životu. Istraživanja sustava upravljanja autonomnih mobilnih robota provode se na dvije razine. Prva se razina odnosi na upravljanje mobilnim robotom-njegovom navigacijom, lokalizacijom, izgradnjom modela okoline te planiranjem njegova sigurna gibanja kroz okolinu popunjenu različitim stacionarnim i gibajućim preprekama. Druga se razina odnosi na podizanje autonomije mobilnog robota u smislu podizanja razine njegove inteligencije i mogućnosti interakcije s ljudima. Ova se disertacija bavi problematikom prve razine istraživanja. Istraživani su problemi umjeravanja odometrije, lokalizacije mobilnog robota i izgradnje modela radne okoline mobilnog robota. Problemi lokalizacije i izgradnje karte prostora spojeni su u implementiranom algoritmu istodobne lokalizacije i izgradnje karte prostora. U svrhu je istraživanja prvo razvijen simulator mobilnog robota unutar programskog sustava Matlab radi smanjivanja vremena implementacije istraživanih algoritama. U simulator je dodana mogućnost zadavanja sustavskih i nesustavskih pogrešaka kako bi simulacije bile ·sto vjernije. Samim predmetom istraživanja obuhvaćeno je prvo umjeravanje odometrije kao osnovne mogućnosti estimacije položaja mobilnog robota. Razvijen je i sustav automatiziranog nerekurzivnog umjeravanja odometrije koji je i proširen s mogućnošću rekurzivnog umjeravanja odometrije. Zatim je obuhvaćena lokalizacija mobilnog robota uz naglasak na relativnu lokalizaciju korištenjem nelinearnih inačica Kalmanova filtra te lokalni oporavak polo·zaja uz uporabu modela prostora koji smanjuje vrijeme izvođenja lokalizacije. Kao treći predmet istraživanja obuhvaćena je izgradnja modela okoline mobilnog robota uz korištenje mrežastog modela. Implementirani su najčešće korišteni algoritmi rekurzivne izgradnje modela radne okoline te je napravljena njihova usporedba. Istraživanje je obuhvatilo i problem istodobne lokalizacije i izgradnje modela radne okoline te je razvijen algoritam zasnovan na značajkama. Kao osnovni percepcijski senzor korišten je prsten ultrazvučnih senzora udaljenosti smještenim na obodu tijela robota. Implementirani su algoritmi provjereni prvo simulacijski unutar razvijenog AMORsim simulatora, a zatim i eksperimentalno korištenjem mobilnih robota Pioneer 2 DX i Pioneer 3 DX.

• Keywords: mobilni robot; simulator mobilnog robota; umjeravanje odometrije; lokalizacija mobilnog robota; modeliranje okoline
• Keywords (english): mobile robot; mobile robot simulator; odometry calibration; mobile robot localization; environment modeling
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:370333
• Project: Number: 036-0363078-3018; Title: Upravljanje mobilnim robotima i vozilima u nepoznatim i dinamičkim okruženjima; Leader: Ivan Petrović; Jurisdiction: Croatia; Funder: MZOS; Funding stream: ZP
• Study programme: Title: Doctoral study programme "Electrical Engineering and Computing"; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti)
• Catalog URL: http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=33332
• Type of resource: Text
• Extent: 202 str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2020-03-20 11:56:41