طراحی مسیر در مساله نقشه‎ ‎یابی و مکان‎ ‎یابی ربات متحرک

پایان نامه
چکیده

یافتن مختصات عوارض زمینی و شاخص های یک محیط ناشناخته از دیرباز مورد بحث دانشمندان گوناگون قرار ‏داشته است. اگر تخمین مکان شاخص ها توسط ربات متحرکی که مختصات محلی آن معلوم است انجام شود به ‏این مساله نقشه یابی گویند. مساله یافتن مکان ربات در یک محیط معلوم نیز به مکان یابی مشهور است. حال ‏اگر عمل اکتشاف و جستجوی ربات متحرک در محیطی کاملا ناشناخته و نامعلوم انجام شود، ربات قادر به ‏یافتن مکان خود یا یافتن نقشه محیط به صورت مجزا نیست و برای انجام جستجو در این قبیل محیط ها، می ‏بایست از ترکیب همزمان این دو که به مسأله ‏simultaneous localization and mapping ‎‎(slam)‎‏ معروف است، استفاده شود. تا به امروز روش های مختلفی برای حل مسأله ‏slam‏ ارائه شده اند ‏که از آن جمله می توان به فیلترهای کالمن توسعه یافته و فیلترهای ذره ای اشاره کرد. در مساله ‏slam‏ وجود ‏نقاط میانی به عنوان نقاطی که بین نقطه شروع و پایان قرار گرفته و گذر ربات از آن ها باعث بالا رفتن دقت ‏نقشه تولیدی می شود، بسیار تاثیرگذار است و جایابی بهینه آن ها حائز اهمیت می باشد. ‏ در این رساله نگارنده با ارائه و اعمال پیشنهادها و روش هایی سعی بر بالا بردن دقت نقشه نولیدی توسط ربات ‏متحرک داشته است. لذا این رساله در دو گام به حل مسئله فوق می پردازد: در گام نخست، فرض شده است که ‏مکان شاخص ها در محیط مشخص است و به منظور یافتن مسیر همواری که حداکثر محیط را پوشش داده و به ‏صورت عملی قابل پیاده سازی باشد، از منحنی های ‏cubic spline‏ استفاده شده است. از آنجایی که این ‏مسیرها شامل دسته وسیعی از منحنی های ‏spline‏ می باشند، پس از معرفی معیار بهینگی یک مسیر، ابزار ‏دسته بندی ‏svm‏ به منظور برچسب زدن و جداسازی مسیرهای بهینه از غیربهینه مورد استفاده قرار گرفته ‏است. معیار بهینگی مسیر حداکثرسازی پاداش دریافت شده توسط ربات و حداقل سازی مجموع مربعات خطای ‏مسیر(‏sse‏) حرکت ربات از شاخص ها می باشد. علت استفاده از ابزار ‏svm، پیاده سازی ‏online‏ این مساله ‏در محیط های عملی است. در انتها از الگوریتم هوشمند یادگیری تقویتی به منظور جایابی بهینه مکان نقاط ‏میانی استفاده گردیده است. در این مرحله هدف، یافتن نقشه محیط در حداقل زمان، حداقل انرژی و در عین ‏حال حداکثر پوشش محیط است.‏ در گام دوم فرض خواهیم کرد که مکان شاخص ها و ربات نامشخص بوده و محل بهینه نقاط میانی توسط یک ‏ناظر انسانی آگاه تعیین شده است. به منظور تخمین مکان ربات و شاخص ها ابزار تخمینگر فیلتر کالمن توسعه ‏یافته، استفاده شده است. جهت بررسی دقیق عدم قطعیت های موجود در محیط و اثر گردش های تند ربات بر ‏تخمین، شبیه سازی در دو محیط مقیاس بزرگ و مقیاس متوسط انجام گرفته و نیز رهیافت هایی به منظور بالا ‏بردن دقت نقشه ارائه و اعمال گردیده اند که نتایج حاصل از اعمال آن ها مورد مقایسه قرار گرفته است.‏

منابع مشابه

استفاده از یک چرخ غیرفعال برای بهبود ژایروادومتری در مکان یابی یک ربات متحرک

در این مقاله یک روش ساده و دقیق برای افزایش دقت اطلاعات مکان یابی نسبی ربات متحرک با استفاده از ترکیب اطلاعات ژایروسکوپ،ادومتری و یک چرخ غیرفعال که در نقطه میانی محور چرخهای فعال قرار گرفته،ارائه گردیده است. برای تصحیح نتایج مکان یابی نسبی ربات روشهای متعددی پیشنهاد شده است: استفاده از فیلتر کالمن در تصحیح خروجی ژایروسکوپ،استفاده از فیلتر کالمن در ترکیب اطلاعات ادومتری و ژایروسکوپ،ژایروسکوپ،ژای...

متن کامل

طراحی پایدارترین حرکت ربات متحرک در مسیر مشخص

در این مقاله روشی برای پایدار‌سازی حرکت ربات ‌در‌حالتی‌که مسیر مجری نهایی مشخص می‌باشد، ارائه شده است. همچنین سیستم ترکیبی جدیدی برای ربات که توانایی پایدار‌سازی در مسیرهای ناپایدار را دارد، ارائه شده است. جهت توانا‌کردن ربات به حفظ پایداری و یا پایدار کردن وضعیت های ناپایدار، بین پایه‌ی متحرک و بازوی فعال ربات، از مکانیزم موازی فضایی بهره برده شده است. این مکانیزم هیچ‌گونه دورانی نسبت به پایه ...

متن کامل

استفاده از یک چرخ غیرفعال برای بهبود ژایروادومتری در مکان یابی یک ربات متحرک

در این مقاله یک روش ساده و دقیق برای افزایش دقت اطلاعات مکان یابی نسبی ربات متحرک با استفاده از ترکیب اطلاعات ژایروسکوپ،ادومتری و یک چرخ غیرفعال که در نقطه میانی محور چرخهای فعال قرار گرفته،ارائه گردیده است. برای تصحیح نتایج مکان یابی نسبی ربات روشهای متعددی پیشنهاد شده است: استفاده از فیلتر کالمن در تصحیح خروجی ژایروسکوپ،استفاده از فیلتر کالمن در ترکیب اطلاعات ادومتری و ژایروسکوپ،ژایروسکوپ،ژای...

متن کامل

توسعه و پیاده سازی الگوریتم fast slam در مکان یابی و نقشه یابی همزمان ربات سیار

مکان یابی و نقشه یابی همزمان ربات سیار، بخشی بسیار مهم و ضروری از مسئله ی کلی تماماً خودمختار کردن این ربات ها است. مکان یابی دقیق به نقشه ای از محیط نیاز دارد و برای تولید نقشه نیز به مکان سنجی دقیق نیاز است. اولین حل ارائه شده از این مسئله، حل توسط فیلتر کالمن توسعه یافته، مشکلاتی از جمله کند بودن و عدم توانایی اجرای به هنگام را داشت. حل بعدی که برای مسئله ی slam ارائه شد، حل توسط فیلترهای ذر...

15 صفحه اول

درآمدی بر مبنای مکان یابی و طراحی بیمارستان ها

Background: The hospital is an important element in the new public health. The health in the populations requires access to the medical and hospital services as well as preventive care and a healthy environment. This study attempts to review the important factors to be considered in the hospital sites selected and design in the urban, regional and country levels. Finally, suggestions have exhib...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023