Úvod do mobilní robotiky AIL028

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Úvod do mobilní robotiky AIL028"

Jakub Kučera
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Lokalizace zbynek.winkler at mff.cuni.cz listopadu 2005

2 1 Tank Auto 2 Relativní versus absolutní Kalmanův filtr

3 Lokalizace Kde to jsem? Obsah sledování pozice (position tracking) zjištění pozice po zapnutí (global localization) relokalizace (kidnapped robot problem)

4 Dead Reckoning Obsah Tank Auto Dead Reckoning akumulace/extrapolace relativních informací o pohybu (rychlost, změna orientace atp.) Odometrie akumulace informací z enkodérů pomocí geometrického modelu podvozku robota

5 Diferenční řízení tank Tank Auto Encoder b Centerpoint Motor Motor Encoder

6 Diferenční řízení výpočet Tank Auto ujetá vzdálenost pravým/levým kolem za daný interval U R, U L změna pozice robota v robocentrických souřadnicích U F = ( U R + U L )/2 θ = ( U R U L )/S wheel base změna pozice robota v globálních souřadnicích θ i = θ i 1 + θ x i = x i 1 + U F cos(θ i ) y i = y i 1 + U F sin(θ i )

R + U L )/2 θ = ( U R U L )/S wheel base změna pozice robota v globálních

7 Tříkolka (zatáčení vpředu/vzadu) Tank Auto Encoder Motor l d

8 Tříkolka výpočet Obsah Tank Auto Pohyb po kružnici, střed definován natočení řídícího kola θ vzdáleností náprav l Akckermanovo řízení pro 4 kola splňuje cot θ i cot θ o = d l θ i natočení vnitřního kola θ o natočení vnějšího kola l vzdálenost náprav (délka) d vzdálenost kol (šířka)

4 kola splňuje cot θ i cot θ o = d l θ i natočení vnitřního kola θ o

9 Tank Auto Enkodéry i akcelerometry jsou zdrojem pouze relativní informace. Co se stane, když budeme delší dobu uplatňovat následující rovnice? θ i = θ i 1 + θ x i = x i 1 + U F cos(θ i ) y i = y i 1 + U F sin(θ i ) Divergence :-(. Proč?

10 Lokalizace, pokus č.2 Relativní versus absolutní Kalmanův filtr chceme použít co nejvíce různých zdrojů informací odometrie inerciální senzory mapy sonary lasery majáky... informace jsou na různé kvalitatvní i kvantitativní úrovni různé frekvence měření různé přesnosti

nejvíce různých zdrojů informací odometrie inerciální senzory mapy

11 Relativní versus absolutní měření Relativní versus absolutní Kalmanův filtr relativní měření dead reckoning odometrie inerciální senzory absolutní měření vzdálenosti směru k majákům aktivní, pasivní triangulace, trilaterace přirozené, umělé k překážkám v mapě mapy geometrické, topologické měření laserem, sonarem Jak tato měření tedy co nejlépe kombinovat?

majákům aktivní, pasivní triangulace, trilaterace přirozené, umělé k překážkám v mapě

12 Relativní versus absolutní Kalmanův filtr pozice robota jako hustota pravděpodobnosti modelovat nepřesnosti relativních měření kolečka prokluzují akcelerometry šumí modelovat nepřesnosti absolutních měření laser přesnější než sonar nedokonalé mapy

měření kolečka prokluzují akcelerometry šumí modelovat

13 Kalmanův filtr Obsah Relativní versus absolutní Kalmanův filtr pozice reprezentovaná stavovým vektorem a rozptylem dvě aktualizační fáze predikce využití relativních informací korekce využití absolutních informací omezení vždy pouze jedna nejpravděpodobnější pozice všechna měření mohou být zatížena pouze gaussovským šumem magické parametry

informací korekce využití absolutních informací omezení vždy pouze jedna

14 Relativní versus absolutní Kalmanův filtr pozice reprezentovaná množinou vážených vzorků 3 fáze pohyb (predikce) měření (korekce) převzorkování jednoduché ohodnocovací funkce: double eval(pozice p); zásadní výhoda jednoduchá implementace

(predikce) měření (korekce) převzorkování jednoduché

15 Slabiny MCL Obsah Relativní versus absolutní Kalmanův filtr není jedna pozice, tak podle čeho má robot jet? možnost skokových změn problém nastavení parametrů a ladění manévry nezachycené v distribuční funkci (čelní náraz)

možnost skokových změn problém nastavení parametrů a

Podobné dokumenty

Úvod do mobilní robotiky NAIL028

Úvod do mobilní robotiky NAIL028 md at robotika.cz http://robotika.cz/guide/umor08/cs 11. listopadu 2008 1 2 PID Sledování cesty Modely kolových vozidel (1/5) Diferenční řízení tank b Encoder Motor Centerpoint Motor Encoder Modely kolových