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CONTEUDO 1.ROBÓTICA MÓVEL 1.1. Percepção 1.1.1 Sensores do Nomad XR4000 1.2 Localização/Mapeamento 1.2.1 Representação de mapas 1.3 Navegação 1.3.1 Planejamento.

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1 CONTEUDO 1.ROBÓTICA MÓVEL 1.1. Percepção Sensores do Nomad XR Localização/Mapeamento Representação de mapas 1.3 Navegação Planejamento de Trajetória Esquivança de Obstáculos 2.ROBÓTICA PROBABILÍSTICA 2.1 Localização e Mapeamento Simultaneo (SLAM) Formulação e estrutura do problema SLAM 2.1.2Filtro de Kalman Estendido (EKF) Algoritmo FastSLAM 3.PROPOSTA DE TRABALHO 4.BIBLIOGRAFIA

2 ROBÓTICA MÓVEL Informação preliminar: Posição do Robô Objetivo a ser atingido Procedimento para chegar até o objetivo Modelo do ambiente (dado o construído autonomamente) Perceber e analisar o ambiente Encontrar sua posição dentro do ambiente Planejar e executar o movimento

3 ESQUEMA DE CONTROLE DO ROBÔ MÓVEL Mundo Real Sensores Percepção Extração da informação e interpretação Construção do mapa de localização Posição Mapa Global Conhecimento do planejamento da rota Execução da rota Controle do movimento Geração do movimento Dados Modelo do ambiente Comandos aos atuadores

4 NAVEGAÇÃO DE UM ROBÔ MÓVEL Extração de dados úteis Posição no ambiente completamente determinada Implementação do método para atingir objetivos Controle das saídas do motor NAVEGAÇAO DO ROBÔ Percepção LocalizaçãoConhecimento Controle de movimento

5 Extração de dados úteis Posição no ambiente completamente determinada Implementação de uma estratégia para atingir os objetivos Controle das saídas do motor NAVEGAÇAO DO ROBÔ NAVEGAÇÃO DE UM ROBÔ MÓVEL NAVEGAÇAO DO ROBÔ Percepção LocalizaçãoConhecimento Controle de movimento

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9 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Evolução de métodos de auto-localização Seguimento de linhas eletromagnéticas,opticas, térmicas... Mapa a priori através de estimativas geométricas Construção simultânea e incremental de mapas compostos por grades de ocupação, primitivas geométricas ou outros.

10 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Construção de mapas e localização simultânea, SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) Construção incremental de um mapa do ambiente que envolve o robô para determinar sua pose (x,y, )

11 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Formulação e estrutura do problema do SLAM Estimado Real X k-1 X k X k+1 X k+2 U k U k+1 U k+2 Z k-1,i Z k,i m i m j

12 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Formulação e estrutura do problema do SLAM X K :vetor de estado que descreve a posição e orientação do robô. U K :vetor de controle, que aplicado no tempo k-1 leva o robô ao estado x K no tempo k m i :vetor que descreve a pose da i-ésimo landmark, cuja posiçao é considerada invariante no tempo. Z k,i :observação do i-ésimo landmark tomada desde o robô no tempo k

13 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Formulação e estrutura do problema do SLAM Informação subministrada: Comandos de control Observação dos obstáculos Informação a estimar: Mapa do ambiente Trajetória a ser percorrida

14 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Formulação e estrutura do problema do SLAM Na forma probabilística, P(x k,m Z 0:k,U 0:k,x o ) Densidade de probabilidade conjunta entre o estado do robô e as posições das referencias observações Entradas de controle Estado inicial SOLUÇÃO RECURSIVA DESEJADA Iniciando no estado x k-1, e seguindo uma entrada de controle e uma observação nesse instante, chegamos a o estado x k

15 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS Métodos para solucionar o problema SLAM Filtro de Kalman Estendido (EKF) Representação em espaço de estados do robô e de seu ambiente em presença de ruído gaussiano

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18 NAVEGAÇÃO AUTONÔMA DE ROBÔS MÓVEIS ¿Qual o principal problema do SLAM? A dificuldade do SLAM gira em torno de três formas de incertezas: Associação de dados Erro de navegação Ruído dos sensores Dificuldade do robô de identificar um obstáculo desde diferentes Pontos de vista como sendo a mesma Causada pela divergência entre o movimento real do robô e o movimento estimado a partir da informação sensorial Imperfeição dos aparelhos de medida Formulação e estrutura do problema do SLAM

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