Naslov
Autonomno istraživanje nepoznatih velikih unutarnjih prostora mobilnim robotom za izgradnju trodimenzionalnog modela
(Autonomous Exploration of Unknown Large Indoor Environments by a Mobile Robot for Three- dimensional Model Building)

Autori
Maurović, Ivan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
19.07

Godina
2017

Stranica
136

Mentor
Prof. dr. sc. Ivan Petrović

Ključne riječi
istraživanje nepoznatog prostora, mobilni robot, izdvajanje soba, planiranje putanje, toplinski model prostora, laserski senzor udaljenosti, lokalizacija, SLAM
(exploration of unknown environment, mobile robots, room detection, path planning, thermal model of environments, laser range sensor, localization, active SLAM)

Sažetak
U ovome doktorskom radu opisano je istraživanje nepoznatog prostora mobilnim robotom. Naglasak je na istraživanju unutarnjih prostora velikih dimenzija. Istraživanje se provodi u svrhu izgradnje 3D toplinskog modela prostora. Zadatak je algoritma istraživanja odrediti minimalan broj točaka s kojih će se snimiti čitavi prostor. Oprema koja je korištena za istraživanje prostora sastoji se od mobilnog robota opremljenog laserskim senzorom udaljenosti i termovizijskom kamerom. Kod istraživanja velikih unutarnjih prostora glavni jeproblem vrijeme izvođenja algoritma istraživanja zbog složenosti problema jer je potrebno provjeravati veliki prostorni volumen koji se istražuje. U radu je razvijen algoritam kojim se smanjuje složenost proračuna kombinirajući istraživanje prostora zasnovano na 2D podacima i istraživanje zasnovano na 3D podacima sa senzora udaljenosti. Robot istražuje prostor manje zahtjevnim algoritmom na 2D podacima sve dok ne ustanovi da se nalazi unutar sobe, za što je razvijen algoritam izdvajanja soba. Nakon toga prelazi na složenije istraživanje prostora koje se temelji na 3D podacima. Kada je gotovo istraživanje izdvojene sobe, algoritam se ponovno prebacuje na 2D istraživanje sve dok se ne izdvoji nova soba. Izmjena između 2D i 3D pristupa ponavlja se sve dok čitavi prostor nije istražen. Algoritam izdvajanja sobe, koji se aktivan za čitavo vrijeme istraživanja prostora, na temelju 2D podataka s laserskog senzora udaljenosti izdvaja sobu i prebacuje istraži- vanje između 2D i 3D pristupa. Algoritam istraživanja zajedno s algoritmom detekcije detaljno su opisani u radi te su eksperimentalno provjereni na stvarnom sustavu mobilnog robota. Uz zadatak modeliranja prostora robot se mora lokalizirati u karti i kretati se prostorom do odabranog cilja za istraživanje prostora. U radu je opisan razvijeni algori- tam planiranja putanje gibanja robota kojom robot stiže do cilja izbjegavajući prepreke te vodeći računa o lokalizaciji robota. Razvijeni algoritam temelji se na D* algoritmu planiranja putanje robota koji je u radu prilagođen za pronalazak najkraćeg puta u grafu s negativnim cijena prijelaza između čvorova. Negativne cijene prijelaza imaju čvorovi koji predstavljaju točke u prostoru pogodne za lokalizaciju. Algoritam pronalaska optimalne putanje provjeren je simulacijski i eksperimentalno na mobilnom robotu.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika, Računarstvo, Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA