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三角測量は、3 つの既知のターゲットに対する角度をチェックすることで機能します。

「あれがアレクサンドリアの灯台だと知っています。地図上でここ (X,Y) にあり、90 度右に曲がっています。」異なるターゲットと角度に対して、さらに 2 回繰り返します。

三辺測量は、3 つの既知のターゲットからの距離をチェックすることで機能します。

「アレキサンドリアの灯台は知っています。地図でここ (X,Y) にあり、そこから 100 メートル離れています。」異なるターゲットと範囲に対して、さらに 2 回繰り返します。

しかし、これらの方法はどちらも、何を見ているのかを知ることに依存しています。

あなたが森の中にいて、木を区別することはできませんが、重要な木がどこにあるかはわかっているとします。これらの木は「ランドマーク」として厳選されています。

その森の中をゆっくりと移動するロボットがいます。

ランドマーク間のジオメトリを利用して、角度と範囲のみに基づいて位置を特定する方法を知っていますか? 他のツリーも表示されるため、どのツリーがキー ツリーであるかはわかりません。ターゲットが遮られている可能性があるという事実を無視してください。私たちの事前アルゴリズムがそれを処理します。

1) これが存在する場合、それは何と呼ばれますか? 何も見つかりません。

2) 2 つの同じ場所で「ヒット」する確率はどのくらいだと思いますか? かなり珍しいと思います。

3) 2 つの同一の位置「ヒット」がある場合、次にロボットを動かした後、どうすれば正確な位置を特定できますか? (ロボットの位置を変更した後、正確な角度が 2 回連続して発生する可能性は、統計的に不可能であり、トウモロコシのように列を成して成長する森を除けば)。位置をもう一度計算して、最善を期待しますか? それとも、どうにかして以前の位置推定を次の推定に組み込むでしょうか?

これがあれば読みたいし、なければサイドプロジェクトとして開発したい。今は車輪を再発明する時間も、これをゼロから実装する時間もありません。したがって、存在しない場合は、ロボットをローカライズする別の方法を考え出す必要があります。それはこの研究の目的ではないためです。存在する場合は、半分簡単であることを願っています.

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素晴らしい質問です。

  1. あなたが調査している問題の名前はローカリゼーションであり、マッピングと合わせて、現時点でロボット工学において最も重要で困難な問題の 2 つです。ローカリゼーションとは簡単に言えば、「センサーからの観測によって自分がどこにいるのかを知るにはどうすればよいか」という問題です。

  2. ランドマークの識別は、ロボット工学の実践の多くを支える隠れた「トリック」の 1 つです。ランドマークを一意に識別することができない場合、特に実際のセンサーが確率論的であることを考えると (つまり、結果に関連する不確実性がある)、誤った情報の割合が高くなる可能性があります。適切なローカリゼーション方法の選択は、ほぼ確実に、ランドマークを一意に識別できるか、ランドマークのパターンをマップに関連付けられるかによって決まります。

  3. 多くの場合、自己位置推定の最も簡単な方法は、モンテカルロ位置推定です。. これを実装する一般的な方法の 1 つは、粒子フィルターを使用することです。これの利点は、動きの優れたモデルやセンサー機能がなく、予期しない効果 (動く障害物やランドマークの覆い隠しなど) に対処できる堅牢なものが必要な場合にうまく対処できることです。パーティクルは、車両の可能な状態の 1 つを表します。最初は、粒子は車両が移動するにつれて均一に分布し、さらにセンサーの観測が組み込まれます。パーティクルの状態は、ありそうもない状態から離れるように更新されます。この例では、パーティクルは、現在の位置推定から見えるべきものと範囲/方位が一致しない領域から離れます。十分な時間と観測が与えられると、粒子はビークルが配置されている可能性が高い領域に集まる傾向があります。

于 2010-05-12T04:55:38.113 に答える
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森の中のロボットの電源を入れることから始めたいと思います。さらに、ロボットは角度と距離を使用してすべての木の位置を計算できると仮定します。

次に、ツリーを繰り返し処理し、すべての近隣までの距離を計算することで、ランドマークを特定できます。Matlab ではpdist、すべての (一意の) ペアワイズ距離のリストを取得するために使用できます。

その後、ツリーを繰り返し処理してランドマークを特定できます。すべての木について、そのすべての隣接木までの距離をランドマーク間の既知の距離と比較します。候補となるランドマークを見つけるたびに、正しい距離シグネチャについてランドマークの近隣候補をチェックします。いつでも 5 つのランドマークを常に見ることができるはずだと言っているので、20 の距離を一致させようとすることになるので、誤検知の可能性はそれほど高くないと思います。ランドマーク候補とその仲間ランドマーク候補が完全な相対距離パターンと一致しない場合は、次のツリーをチェックします。

すべての目印を見つけたら、あとは三角測量を行うだけです。

角度と距離をどれだけ正確に測定できるかに応じて、いつでもより多くのランドマーク ツリーを表示できる必要があることに注意してください。私の推測では、測定精度が高い場合、一度に少なくとも 3 つを確認できる十分な密度でランドマークを配置する必要があると思います。

于 2010-05-12T03:27:47.530 に答える
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探しているのは、モンテカルロ ローカリゼーション (粒子フィルターとも呼ばれます) です。この件に関する優れたリソースは次のとおりです。

または、確率的ロボティクスのクラウド、Dellaert、Thrun、Burgard、Fox のほぼすべて。野心的な気持ちがある場合は、完全な SLAM ソリューションを試すことができます。ここには多数のライブラリが掲載されています

または、非常に野心的な場合は、 Factor Graphsを使用して第一原理から実装できます。

于 2013-06-11T20:23:43.493 に答える
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必要なのは、2 つのランドマークまでの距離と、それらを表示する順序だけです (つまり、左から右にポイント A と B が表示されます)。

于 2010-05-12T10:31:06.993 に答える
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  • (1) 「ロボットマッピング」と「知覚エイリアシング」。
  • (2) 2 回の同一ヒットは避けられませんロボットは有限数 X の識別可能なツリー構成のみを区別できるため、構成が完全にランダムであっても、X よりもはるかに少ない数の場所に遭遇したとしても、他の場所と「同じ」ように見える場所が少なくとも 1 つはほぼ確実に存在します。/2 つの異なる木。それらは「誕生日のパラドックス衝突」と呼ばれます。あなたがいる特定の場所が実際にユニークであることは幸運かもしれませんが、私はロボットをそれに賭けません.

だからあなた:

  • (a) 広大な地域の地図を持っており、その上にすべての木があるわけではありません。
  • (b) 実際の森のどこかにあるロボットは、地図を見ずに近くの木を見て、小さな領域内のすべての木の内部地図とそれらに対する相対位置を生成しました
  • (c) ロボットにとって、すべての木は他のすべての木と同じように見えます。
  • 探したいこと: ロボットは大きな地図のどこにいますか?

実際の木のそれぞれに、ロボットが読み取ることができる固有の名前が書かれていて、それらの木 (の一部) とその名前が地図上にある場合、これは簡単なことです。

1 つのアプローチは、近くの木との相対的な位置を説明する (一意である必要はありません) 「署名」を各木に添付することです。

次に、移動中にロボットが木に近づき、その木の「署名」を見つけます。その署名に「一致」するすべての木をマップ上で見つけます。マップ上で一致する固有の木が 1 つだけの場合、ロボットが見ている木はマップ上のその木である可能性があります (ロボットがどこにいるかはわかります)。一致するツリーへの位置 - ロボットが隣にあるツリーは、確かに他のツリーではありませんマップ上の木。マップ上のいくつかの木が一致する場合 (それらはすべて同じ一意でない署名を持っています)、マップ上のロボットの位置に、それらのそれぞれに相対的な重みの少ない一時的な点をいくつか配置できます。残念ながら、1 つまたは複数の一致が見つかったとしても、ロボットが見ている木がマップ上にまったくない可能性があり、その木の署名が偶然にもマップ上の 1 つまたは複数の木と同じである可能性があります。そのため、ロボットはマップ上のどこにでもいる可能性があります。マップ上のどの木も一致しない場合、ロボットが見ている木は間違いなくマップ上にありません。(おそらく後で、ロボットが自分の位置を正確に把握したら、これらの木をマップに追加し始める必要がありますか?)

道を下っていくときは、推定された移動方向と速度でドットを押します。

次に、他の木を調べると、おそらくパスをもう少し下った後、最終的にマップ上に多くのドットが表示され、実際の位置に 1 つの重くて非常に重なり合うクラスターができ、他のドットが簡単に無視されることを願っています。孤立した偶然。

最も単純なシグネチャは、特定の木から近くの木までの距離のリストです。マップ上の特定の木は、マップ上のすべての近くの木に対して、可能な限り「同じ」距離にある対応する近くの木が森の中にある場合に、森の中の特定の木に「一致」します。既知の距離と角度の誤差を教えてください。

(「近く」とは、「ロボットが木が実際にそこにあることを確実に確認できるほど十分に近い」ことを意味ますが、「私のロボットは、範囲内のすべての木を見ることができる」のようなものでこれを近似する方がおそらく簡単ですが) R であるため、ロボットから R*1/3 の円内にある木だけを一致させようとするだけです。距離のリストには、ロボットから R*2/3 の円内にある木のみが含まれます。一致させようとしている特定のツリー」)。

南北の方向が非常に大まかにわかっていれば、「よりユニークな」署名を作成できます。つまり、マップ上および (できれば) 実際の森で偽の一致が少なくなります。ロボットが隣にいる木の「一致」は、マップ上の近くの木ごとに、既知の距離でわかる限り、「同じ」距離と方向にある森の中に対応する木がある場合に発生します。そして角度誤差。地図上の木「フレッド」から、北から西への象限に 10 メートル離れたところに別の木があることがわかりますが、ロボットは、北から西への象限のその距離に木がまったくない木の隣にいます。 、しかし、南に10メートル離れたところに木があります。その場合、(より複雑な署名を使用して) ロボットがフレッドの隣にいないことを明確に伝えることができます。

別のアプローチ: 「デジタル ペーパー」は、同様の問題を解決します...簡単に認識できるように特別に設計されたパターンで数本の木を植えることができますか?

于 2010-06-22T19:53:25.623 に答える