Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33425| Назва: | Розробка та дослідження системи для побудови карти з одночасним контролем наявного місцерозташування і пройденого шляху в мобільних автономних засобах |
| Інші назви: | Development and study of a system for mapping with simultaneous control of current location and distance covered in mobile autonomous devices |
| Автори: | Гузик, Петро Євгенович Huzyk, Petro |
| Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Бібліографічний опис: | Гузик П. Є. Розробка та дослідження системи для побудови карти з одночасним контролем наявного місцерозташування і пройденого шляху в мобільних автономних засобах : дипломна робота магістра за спеціальністю „151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології“ / П. Є. Гузик. — Тернопіль : ТНТУ, 2020. — 60 с. |
| Дата публікації: | 21-гру-2020 |
| Дата подання: | 24-гру-2020 |
| Дата внесення: | 24-гру-2020 |
| Видавництво: | Тернопіль, ТНТУ |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Митник, Микола Мирославович |
| Члени комітету: | Трембач, Ростислав Богданович |
| УДК: | 664:686.866 |
| Теми: | 151 автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології картографія бездротова мережа автономний локалізація мобільний мапування веб-сервіс робот cartography wireless network autonomous mapping mobile robot localization web service |
| Кількість сторінок: | 60 |
| Короткий огляд (реферат): | У роботі було розроблено автоматизовану систему для побудови карти з одночасним контролем наявного місцерозташування і пройденого шляху в мобільних автономних засобах. Було розроблено структурну та функціональну схему системи автоматизації. Розроблено функціонал дистанційного керування в ручному режимі використовуючи програмне забезпечення на ПК. Мобільний засіб оснащено камерою і платою-комп’ютером Raspberry Pi 3, драйвером двигуна постійного струму L293d та чотирма двигунами постійного струму. Відеопотік з відеокамери поступає на міні-комп’ютер Raspberry Pi 3, де кожен кадр обробляється, співставляється з попередніми кадрами і будується карта місцевості за допомогою виявлених ознак в кожному кадрі відеопотоку. In the work the automated system for construction of a map with simultaneous control of the available location and the passed way in mobile autonomous means was developed. The structural and functional scheme of the automation system was developed. Developed the functionality of remote control in manual mode using software on a PC. The mobile device is equipped with a camera and a Raspberry Pi 3 computer board, an L293d DC motor driver and four DC motors. The video stream from the camcorder is fed to the Raspberry Pi 3 mini-computer, where each frame is processed, mapped to previous frames, and a terrain map is built using the features detected in each frame of the video stream. |
| Опис: | Роботу виконано на кафедрі ком’пютерно-інтегрованих технологій Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України Захист відбудеться 21 грудня 2020 р. о 08 .00 годині на засіданні екзаменаційної комісії № 24 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул.Руська, 56, навчальний корпус №1, ауд. 403 |
| Зміст: | ЗМІСТ ВСТУП 3 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 4 1.1. Походження проблеми SLAM 4 1.2. Аналіз алгоритмів монокулярного SLAM 8 1.3. Сучасні та альтернативні підходи до вирішення проблеми SLAM 11 1.4. Аналіз реалізацій SLAM алгоритмів 13 2. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 16 2.1. Рекурсивне Баєсове оцінювання 16 2.1.1. Рекурсивна оцінка 16 2.1.2. Баєсова оцінка 17 2.2. Представлення просторової карти і стану системи 19 2.3. Баєсова фільтрація 22 2.4. Фільтр Калмана 24 2.5. Розширений фільтр Калмана 26 2.6. Корпускулярний фільтр 27 3. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 30 3.1. Опис конструкції прототипу 30 3.2. Програмна реалізація SLAM алгоритму 33 4. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 37 4.1. Структурні елементи SLAM та симуляція 37 4.1.1. Симуляція карти 39 4.1.2. Симуляція давачів одометрії 42 4.1.3. Симуляція енкодерів 45 4.1.4. Симуляція LiDAR 50 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 55 5.1. Вибір двигунів і енкодерів 55 5.2. Вибір LiDAR 57 5.3. Raspberry Pi і операційна система 62 5.4. Операційна система робота 65 6. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 69 6.1. Загальна характеристика приміщення і робочого місця 70 6.2. Аналіз потенційно небезпечних і шкідливих виробничих факторів на робочому місці 73 6.3. Безпека в надзвичайних ситуаціях 75 ВИСНОВКИ 78 БІБЛІОГРАФІЯ 79 ДОДАТКИ 84 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33425 |
| Власник авторського права: | © Гузик П., 2020 |
| Перелік літератури: | 1. Durrant-Whyte, Leonard. Mobilerobotlocalizationbytrackinggeometricbeacons. 2. Smith, etal. Estimatinguncertainspatialrelationshipsinrobotics. 3. H. Durrant-Whyteand T. Bailey. Simultaneouslocalizationandmapping: part i. RoboticsAutomationMagazine, IEEE, 13(2):99–110, June 2006. 4. J. J. Leonardand H. F. Durrant-Whyte. Simultaneousmapbuildingandlo- calizationforanautonomousmobilerobot. InIntelligentRobotsandSystems ’91. ’IntelligenceforMechanicalSystems, Proceedings IROS ’91. IEEE/RSJ InternationalWorkshopon, pages 1442–1447 vol.3, Nov 1991. 5. J. S. Gutmannand K. Konolige. Incrementalmappingoflargecyclicenvi- ronments. InComputationalIntelligenceinRoboticsandAutomation, 1999. CIRA ’99. Proceedings. 1999 IEEE InternationalSymposiumon, pages 318– 325, 1999. 6. S. Thrun, W. Burgard, and D. Fox. A probabilisticapproachtoconcurrentmappingandlocalizationformobilerobots. AutonomousRobots, 5(3-4):253– 271, 1998. 7. M. W. M. G. Dissanayake, P. Newman, S. Clark, H. F. Durrant-Whyte, and M. Csorba. A solutiontothesimultaneouslocalizationandmapbuilding (slam) problem. IEEE TransactionsonRoboticsandAutomation, 17(3):229– 241, Jun 2001. 8. S. Thrun, W. Burgard, and D. Fox. Probabilisticrobotics. MIT press, 2005. 9. D. Scaramuzzaand F. Fraundorfer. Visualodometry [tutorial]. Robotics&AutomationMagazine, IEEE, 18(4):80–92, 2011. 10. H. P. Moravec. Obstacleavoidanceandnavigationintherealworldby a seeingrobotrover. Technicalreport, DTIC Document, 1980. 11. S. Lacroix, A. Mallet, R. Chatila, and L. Gallo. Roverselflocalizationinplanetary-likeenvironments. InArtificialIntelligence, RoboticsandAutoma- tioninSpace, volume 440, page 433, 1999. 12. T. Malisiewicz. TheFutureofReal-Time SLAM and “DeepLearningvs SLAM” . http://www.computervisionblog.com/2016/01/why-slam-matters-future-of-real-time.html, 2016. 13. A. Fitzgibbonand A. Zisserman. Automaticcamerarecoveryforclosedoropenimagesequences. Computer VisionECCV’98, pages 311–326, 1998. 14. A. Fitzgibbon, G. Cross, and A. Zisserman. Automatic 3d modelconstructionforturn-tablesequences. 3D StructurefromMultipleImagesofLarge-ScaleEnvironments, pages 155–170, 1998. 15. M. Pollefeys, R. Koch, and L. VanGool. A simpleandefficientrectificationmethodforgeneralmotion. InComputerVision, 1999. TheProceedingsoftheSeventh IEEE InternationalConferenceon, volume 1, pages 496–501. IEEE, 1999. 16. M. Pollefeys. Self-calibrationandmetric 3D reconstructionfromuncali- bratedimagesequences. PhDthesis, 1999. 17. R. Hartleyand A. Zisserman. Multipleviewgeometryincomputervision. Cambridgeuniversitypress, 2003. 18. A. J. Davison. Real-timesimultaneouslocalisationandmappingwith a singlecamera. InComputerVision, 2003. Proceedings. Ninth IEEE InternationalConferenceon, pages 1403–1410. IEEE, 2003. 19. A. J. Davisonand D. W. Murray. Simultaneouslocalizationandmap-buildingusingactivevision. PatternAnalysisandMachineIntelligence, IEEE Trans- actionson, 24(7):865–880, 2002. 20. A. J. Davison, I. D. Reid, N. D. Molton, and O. Stasse. Monoslam: Real- timesinglecameraslam. PatternAnalysisandMachineIntelligence, IEEE Transactionson, 29(6):1052–1067, 2007. 21. M. Pupilliand A. Calway. Real-timecameratrackingusing a particlefilter. In BMVC, 2005. 22. M. Pupilliand A. Calway. Real-timevisualslamwithresiliencetoerraticmotion. In 2006 IEEE ComputerSocietyConferenceonComputerVisionandPatternRecognition (CVPR’06), volume 1, pages 1244–1249, June 2006. 23. M. Montemerlo, S. Thrun, D. Koller, B. Wegbreit, etal. Fastslam: A fac- toredsolutiontothesimultaneouslocalizationandmappingproblem. In AAAI/IAAI, pages 593–598, 2002. 24. D. Nister, O. Naroditsky, and J. Bergen. Visualodometry. InComputerVisionandPatternRecognition, 2004. CVPR 2004. Proceedingsofthe 2004 IEEE ComputerSocietyConferenceon, volume 1, pages I–652–I–659 Vol.1, June 2004. 25. J. Montiel, J. Civera, and A. J. Davison. Unifiedinversedepthparametrizationformonocularslam. analysis, 9:1, 2006. 26. G. Kleinand D. Murray. Paralleltrackingandmappingforsmallarworkspaces. InMixedandAugmentedReality, 2007. ISMAR 2007. 6th IEEE and ACM InternationalSymposiumon, pages 225–234. IEEE, 2007. 27. R. Mur-Artal, J. M. M. Montiel, and J. D. Tards. Orb-slam: A versa- tileandaccuratemonocularslamsystem. IEEE TransactionsonRobotics, 31(5):1147–1163, Oct 2015. 28. C. Forster, M. Pizzoli, and D. Scaramuzza. Svo: Fastsemi-directmonocularvisualodometry. InProc. IEEE Intl. Conf. onRoboticsandAutomation, 2014. 29. G. Grisetti, H. Strasdat, K. Konolige, and W. Burgard. g2o: A generalframe- workforgraphoptimization. In IEEE InternationalConferenceonRoboticsandAutomation, 2011. 30. E. Eadeand T. Drummond. Monocularslamas a graphofcoalescedobser- vations. In 2007 IEEE 11th InternationalConferenceonComputerVision, pages 1–8, Oct 2007. 31. F. Dellaertand M. Kaess. Squarerootsam: Simultaneouslocalizationandmappingviasquarerootinformationsmoothing. TheInternationalJournalofRoboticsResearch, 25(12):1181–1203, 2006. 32. M. Kaess, A. Ranganathan, and F. Dellaert. isam: Incrementalsmoothingandmapping. Robotics, IEEE Transactionson, 24(6):1365–1378, Dec 2008. 33. M. Kaess, H. Johannsson, R. Roberts, V. Ila, J. Leonard, and F. Dellaert. isam2: Incrementalsmoothingandmappingwithfluidrelinearizationandincrementalvariablereordering. InRoboticsandAutomation (ICRA), 2011 IEEE InternationalConferenceon, pages 3281–3288, May 2011. 34. M. Cumminsand P. Newman. Fab-map: Probabilisticlocalizationandmap- pinginthespaceofappearance. TheInternationalJournalofRoboticsRe- search, 27(6):647–665, 2008. 35. S. Lowry, N. Snderhauf, P. Newman, J. J. Leonard, D. Cox, P. Corke, and M. J. Milford. Visualplacerecognition: A survey. IEEE TransactionsonRobotics, 32(1):1–19, Feb 2016. 36. E. Rublee, V. Rabaud, K. Konolige, and G. Bradski. Orb: Anefficientalter- nativetosiftorsurf. In 2011 InternationalConferenceonComputerVision, pages 2564–2571, Nov 2011. 37. J. Engel, T. Sch ̈ops, and D. Cremers. Lsd-slam: Large-scaledirectmonocularslam. InComputerVision–ECCV 2014, pages 834–849. Springer, 2014. 38. R. A. Newcombe, S. J. Lovegrove, and A. J. Davison. Dtam: Densetrackingandmappinginreal-time. InComputerVision (ICCV), 2011 IEEE Interna- tionalConferenceon, pages 2320–2327. IEEE, 2011. 39. Australiancentreforroboticvisionpublic. https://roboticvision.atlassian.net/wiki/display/PUB/RVSS2015+Robotic+ Vision+Summer+School+Presentations, 2016 40. R. F. Salas-Moreno, R. A. Newcombe, H. Strasdat, P. H. J. Kelly, and A. J. Davison. Slam++: Simultaneouslocalisationandmappingatthelevelofobjects. InComputerVisionandPatternRecognition (CVPR), 2013 IEEE Conferenceon, pages 1352–1359, June 2013. 41. А.Г. Микитишин, М.М. Митник, П.Д. Стухляк, В.В. Пасічник Комп’ютерні мережі. Книга 1. [навчальний посібник] (Лист МОНУ №1/11-8052 від 28.05.12р.) - Львів, "Магнолія 2006", 2013. – 256 с. 42. А.Г. Микитишин, М.М. Митник, П.Д. Стухляк, В.В. Пасічник Комп’ютерні мережі. Книга 2. [навчальний посібник] (Лист МОНУ №1/11-11650 від 16.07.12р.) - Львів, "Магнолія 2006", 2014. – 312 с. 43. Микитишин А.Г., Митник, П.Д. Стухляк. Комплексна безпека інформаційних мережевих систем: навчальний посібник – Тернопіль: Вид-во ТНТУ імені Івана Пулюя, 2016. – 256 с. 44. Микитишин А.Г., Митник М.М., Стухляк П.Д. Телекомунікаційні системи та мережі : навчальний посібник для студентів спеціальності 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» – Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017 – 384 с. |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Dyplom_Huzyk_P._2020.pdf | кваліфікаційна робота магістра | 2,59 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
| Avtorska_Huzyk_P._2020.pdf | авторська довідка | 383,56 kB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора