Odometrie und lokale Karten
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- Elly Schmid
- vor 7 Jahren
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1 Odometrie und lokale Karten Thomas Röfer Metrische Positionen Odometrie Navigation mit Odometrie Lokale Karten
2 Rückblick Verhaltensbasierte Robotik II Subsumption Architecture Spatial Semantic Hierarchy Ansichtsgraph/Platzgraph Navigation nach Instruktionen <LeftHandBend TurnLeft> <TJunction TurnRight> <CorridorLeft TurnLeft> <CorridorRight TurnRight> <CorridorRight Stop> Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 2
3 Metrische Positionen Metrische Positionen y xh y w α x w (x r,y r ) yh α r α 0 (x 0,y 0 ) (x,y) x Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 3
4 Metrische Positionen Verschiebung Metrische Positionen Verschiebung y 2 y 1 x (x' p,y' p ) x (x p,y p ) x 2 x 1 Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 4
5 Metrische Positionen Verdrehung Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung y 1 x (x' p,y' p ) x' x' p = p x p cos p cosα --y p sin p sinα y' y' p = p x p sin p sinα + y p cos p cosα x 2 y 2 x (x p,y p ) y p sin α x p cos α x 1 Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 5
6 Metrische Positionen Addition y Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung y w x w Addition (x r,y r ) x h x y h α r Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 6
7 Metrische Positionen Addition y Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung Addition x r = x r cos α - y r sin α y r = x r sin α + y r cos α y w α x w xh (x r,y r ) α r yh α x Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 7
8 Metrische Positionen Addition y xh Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung Addition x r = x r cos α - y r sin α y r = x r sin α + y r cos α x 0 = x + x r y 0 = y + y r y w (x,y) α x w (x r,y r ) (x 0,y 0 ) yh α r α 0 α 0 = α + α r x Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 8
9 Metrische Positionen Subtraktion y xh Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung Addition x r = x r cos α - y r sin α y r = x r sin α + y r cos α x 0 = x + x r y w x w (x r,y r ) (x 0,y 0 ) yh α 0 y 0 = y + y r α 0 = α + α r Subtraktion x Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 9
10 Metrische Positionen Subtraktion y Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung Addition x r = x r cos α - y r sin α y r = x r sin α + y r cos α y w x w xh x 0 = x + x r y 0 = y + y r α 0 = α + α r Subtraktion x r = x 0 - x y r = y 0 - y (x,y) (x r,y r ) yh α 0 x Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 10
11 Metrische Positionen Subtraktion y Metrische Positionen Verschiebung Verdrehung Addition x r = x r cos α - y r sin α y r = x r sin α + y r cos α y w x w x 0 = x + x r y 0 = y + y r (x,y) α 0 = α + α r Subtraktion x r = x 0 - x y r = y 0 - y x r = x r cos -α - y r sin -α y r = x r sin -α + y r cos -α α r = α 0 - α (x r,y r ) Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 11 α y h x h α0 α r x
12 Odometrie Odometrie Ansatz, Fehler y x Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 12
13 Odometrie Versatz Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes d r = 2 α = v v v α right right right 2r + v v + v left left left ( x, y) = r( sin α,1 cos α ) r ( x, y) d Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 13
14 Odometrie-Nav. Generalisierung Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Navigation Generalisierung 224cm, 75, 799cm, -83, 880cm, -87, 260cm Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 14
15 Odometrie-Nav. Inkrementell Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Nav. Generalisierung Inkrementell Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 15 ε
16 Odometrie-Nav. Inkrementell Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Nav. Generalisierung Inkrementell Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 16 ε
17 Odometrie-Nav. Inkrementell Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Nav. Generalisierung Inkrementell Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 17 ε
18 Odometrie-Nav. Inkrementell Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Nav. Generalisierung Inkrementell Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 18 ε
19 Odometrie-Nav. Inkrementell Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Nav. Generalisierung Inkrementell Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 19 ε
20 Odometrie-Nav. Routenabgleich Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Nav. Generalisierung Inkrementell Routenabgleich 224cm, 75, 799cm, -83, 880cm, -87, 260cm 250cm, 85, 750cm, -91, 440cm Im dritten Segment, 440 cm nach der letzten Ecke......sind die Routen inkompatibel Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 20
21 Odometrie-Nav. Probleme Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Navigation Generalisierung Inkrementell Routenabgleich Probleme 306cm, 45, 150cm, 83, 224cm 290cm, 130, 520cm vorwärts rückwärts links rechts Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 21
22 Odometrie-Nav. Beispiel Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Navigation Generalisierung Inkrementell Routenabgleich Probleme Beispiel Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 22
23 Odometrie-Nav. Routenassistent Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Navigation Generalisierung Inkrementell Routenabgleich Probleme Beispiel Routenassistent Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 23
24 Odometrie-Nav. Routenverfolgung Odometrie Ansatz, Fehler Ermittlung des Versatzes Odometrie-Navigation Generalisierung Inkrementell Routenabgleich Probleme Beispiel Routenassistent Routenverfolgung Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 24
25 Lokale Karte Lokale Karte Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 25
26 Lokale Karte Sensormessungen Lokale Karte Sensormessungen Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 26
27 Lokale Karte Probleme Lokale Karte Sensormessungen Probleme Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 27
28 Lokale Karte Zellen Lokale Karte Sensormessungen Probleme Zellen Alter Alter der der Messung Messung Belegtheit Belegtheit der der Zelle Zelle Noch Noch nie nie gemessen gemessen Frei Frei Hindernis Hindernis vermutet vermutet Hindernis Hindernis bestätigt bestätigt Kollisionsgefahr! Kollisionsgefahr! Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 28
29 Lokale Karte bedarfsgerechte Mess. Lokale Karte Sensormessungen Probleme Zellen Bedarfsgerechte Messungen Durchsuchen Durchsuchen Nur Nur relevanten relevanten Bereich Bereich Bis Bis zum zum dichtesten dichtesten bekannten bekannten Hindernis Hindernis Sensorauswahl Sensorauswahl (pro (pro Seite) Seite) Feuere Feuere den den Sensor, Sensor, der der auf auf die die am am längsten längsten nicht nicht mehr mehr gemessenen gemessenen Zellen Zellen blickt blickt Sind Sind dies dies mehrere mehrere Sensoren, Sensoren, feuere feuere den den am am längsten längsten nicht nicht mehr mehr benutzten benutzten Hinderniserkennung Falls Falls ein ein Hindernis Hindernis erstmalig erstmalig gemessen gemessen wurde, wurde, forciere forciere sofortige sofortige Neumessung Neumessung Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 29
30 Lokale Karte Ergebnisse Lokale Karte Sensormessungen Probleme Zellen Bedarfsgerechte Messungen Ergebnisse Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 30
31 4. Übungszettel Aufgaben 2+3 Selbstlokalisation Benutzung der Odometrie Bei Kollision ist Position des Bumpers entlang des Normalenvektors der berührten Wand bekannt (1D-Position) Vorgehen bei Kontakt Bisherige Position des Bumpers ausrechnen Position auf die Wand projizieren Position des Roboters aus korrigierter Position des Bumpers bestimmen Rotation korrigieren Beim ersten Kontakt mit der Wand wird die x/y-position korrigiert Beim nächsten Kontakt mit derselben Wand wird die Rotation angepasst Kognitive Robotik I Odometrie und lokale Karten 31
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