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Laboratório de Técnicas Inteligentes - LTI Universidade de São Paulo – USP Escola Politécnica Laboratório de Técnicas Inteligentes – LTI SAURON Localização.

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1 Laboratório de Técnicas Inteligentes - LTI Universidade de São Paulo – USP Escola Politécnica Laboratório de Técnicas Inteligentes – LTI SAURON Localização e Navegação de um Robô Móvel de Baixo Custo Felipe Godoy Pedro dAquino Rafael da Silva Rafael Ruppel Computex Corporation

2 Motivação Robôs-guias foram empregados com sucesso em museus dos EUA e Europa Alto custo RoboX: US$

3 Objetivo Robô-guia de baixo custo Prédio da Engenharia Elétrica 3

4 Arquitetura de Hardware 4 Cliente Remoto Servidor Embarcado WiFi Serial USB 8 sonares Odômetro Webcam

5 Arquitetura de SW 5

6 LOCALIZAÇÃO Filtro de Kalman Estendido (EKF) Modelos de Observação dos Sonares Modelo de Observação da Visão 6

7 Filtro de Kalman Estendido Filtro Bayesiano recursivo 7 Modelo de Dinâmica Modelo de Observação erro Postura predita EKF Observações Reais (Sonares e câmera) atraso Postura estimada atual Postura estimada anterior + - Observações Esperadas Odômetro Mapa

8 Modelo de Observação do Sonar Baseado em Associações Baseado em (BARRA, 2007) Associa leituras a uma parede Histórico de medidas validadas Critérios rigorosos: robustez 8 8 D 12 D 23 R3R3 R1R1 R2R2 β

9 Modelo Simples de Observação do Sonar Motivação: mau desempenho do modelo de observação baseado em associações (baixa taxa de correções) Sem histórico, validação e associação Observação esperada Observação real Observação esperada Observação real Postura predita

10 Modelo Simples de Observação do Sonar Resultado: alta taxa de correções, mas baixa robustez 10 Observação esperada Obstáculo dinâmico Observação real Diferença Solução: covariância da medida variável Postura predita = postura real

11

12 Modelo de Observação: Visão Estímulo visual usado: retas verticais Modelo de câmera pinhole Uso de perfil de cor para identificação Marcos: Posição no mundo conhecida Perfil de cor conhecido Associação entre projeções e marcos 12

13 Modelo da Visão 13

14 Modelo da Visão 14

15 Modelo da Visão 15

16 Modelo da Visão 16

17 NAVEGAÇÃO Navegação intramapa Navegação intermapa Execução 17

18 Navegação Posição atual Waypoint Destino Portal MAPA 1 MAPA 2MAPA 3 Mesmo ponto no mundo real

19 Execução Controle da velocidade: 3 fases 19 Decolagem Pouso Voo de cruzeiro

20 Execução Evitar colisões cm Controle de Rota Zona permitida de navegação

21 RESULTADOS E CONCLUSÃO Resultados simulados Resultados reais Conclusão 21

22 Resultados 22 C2-66C2-13 e = 43cm

23 Resultados 23 C2-13Secretaria e = 21cm

24 Resultados 24 SecretariaC2-43 e = 46cm

25 Resultados 25 C2-43Rampa e = 49cm

26 Resultados 26 RampaC2-66

27 Conclusão É possível construir um robô guia de baixo custo Localização com sonares é suficiente para ambientes fechados e estáticos Modelo de sonar simples apresenta melhor desempenho Navegação simples é eficaz 27

28 Conclusão Trabalho futuro Integração visão Rota adaptativa Navegação fluida Melhoria robustez em ambientes dinâmicos 28


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