Методы абсолютного позиционирования, как правило, основаны на использовании радио буев, активных или пассивных ориентиров, карты соответствия маршруту, спутниковых навигационных сигналов. Тем не менее, ни одна из ныне существующих систем абсолютного позиционирования достаточно совершенна. Навигация радиобуев и ориентиров, как правило, требуют дорогостоящей установки и обслуживания. Навигация по карте – или очень медленная, либо очень неточная. При любом из этих способов навигации необходимо, чтобы условия работы робота либо были заранее подготовлены, либо были перенесены на навигационную карту с высокой точностью. Спутниковая навигация (GPS) может быть использованы только на открытом воздухе, и она имеет низкую точность порядка 10-30 метров. Радарные системы навигации очень дорогостоящие и чувствительны к отражению радарных импульсов от металлических объектов.
Относительное позиционирование чаще всего основано на навигационном счислении пути (dead reckoning). Например, можно осуществлять подсчет количества оборотов колес робота и приближенно вычислять расстояние от его стартовой позиции. Навигационное счисление пути – простой и дешевый способ навигации робота в реальном масштабе времени. К сожалению, по мере удаления робота от стартовой позиции, происходит неограниченное накопление ошибок.
При навигационном счислении пути, ошибки бывают двух типов: систематические и несистематические. Систематические ошибки вызваны кинематическом несовершенством данного мобильного робота например, неодинаковым диаметром его колес). Несистематические ошибки вызваны свойствами поверхности, по которой перемещаются колеса робота (например, проскальзывание колес, неровности). Систематические ошибки являются “собственностью” данного робота. Они остаются практически постоянными в течение продолжительного периода времени, в то время как несистематические ошибки - функция свойств поверхности.
Исследователи из Мичиганского университета разработали специальный тест, называемый UMBmark. Этот тест позволяет выявлять некоторые систематические ошибки, которые при определенных условиях, могут компенсировать друг друга (и остаются незамеченными в менее строгих тестах). Например, при движение по квадратному маршруту по часовой стрелке, две систематические ошибки могут компенсировать друг друга.
А при движении против часовой стрелки – сложиться друг с другом.
Когда ошибки распознаны и измерены, они могут быть легко скорректированы или внесением поправок в навигационное счисление пути, либо выдачей соответствующих команд системе управления. В частности, можно чуть-чуть притормаживать колесо меньшего диаметра, чтобы сохранить прямолинейное направление движения. Кроме того, UMBmark позволяет провести самокалибрацию навигационной системы робота и существенно увеличить точность относительного позиционирования робота.
Как движется робоавтомобиль, можно посмотреть на Видео.
О других способах навигации роботов мы уже писали в статье Автономная навигация роботов. Смотрите также обзор о роботах автомобилях.
Источник: http://robots.net