Sistema de navegación monocular para robots móviles en ambientes interiores/exteriores

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Uno de los desafíos actuales de la robótica móvil es alcanzar el mayor grado de autonomía, es decir, lograr que un robot desarrolle sus tareas sin la necesidad de un operador humano. El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de un nuevo sistema de navegación autónomo basado en visión pa...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: De Cristóforis, Pablo
Otros Autores: Mejail, Marta
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Inglés
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2013
Materias:
ROBOTS MOVILES
NAVEGACION AUTONOMA BASADA EN VISION
SEGMENTACION DE IMAGENES
CARACTERISTICAS DE IMAGENES
MOBILE ROBOTS
AUTONOMOUS VISION-BASED NAVIGATION
IMAGE SEGMENTATION
IMAGE FEATURES
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5398_DeCristoforis
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Uno de los desafíos actuales de la robótica móvil es alcanzar el mayor grado de autonomía, es decir, lograr que un robot desarrolle sus tareas sin la necesidad de un operador humano. El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de un nuevo sistema de navegación autónomo basado en visión para robot móviles en entornos interiores/exteriores. El sistema propuesto utiliza sólo una cámara y sensores de odometría, no depende de ningún sistema de localización externo o infraestructura similar. Además, es capaz de tratar con variaciones en el ambiente (por ejemplo, cambios de iluminación o estaciones del año) y satisface las restricciones para guiar al robot en tiempo real. Para alcanzar el objetivo de este trabajo, se propone un enfoque híbrido que hace uso de dos técnicas de navegación visual: una basada en segmentación de imágenes y otra basada en marcas visuales. Para representar el ambiente se construye un mapa topológico que puede ser interpretado como un grafo, donde las aristas corresponden a caminos navegables y los nodos a espacios abiertos. Para recorrer los caminos (aristas) se desarrolló un método original basado en segmentación y para navegar por los espacios abiertos (nodos) se realizó una mejora y adaptación de un método basado en marcas visuales. Se evaluaron diversos algoritmos de extracción de características distintivas de las imágenes para determinar cuál representa la mejor solución para el caso de la navegación basada en marcas visuales, en términos de performance y repetibilidad. El sistema desarrollado es robusto y no requiere de la calibración de los sensores. La convergencia del método de navegación se ha demostrado tanto desde el punto de vista teórico como práctico. Su complejidad computacional es independiente del tamaño del entorno. Para validar el método realizamos experiencias tanto con sets de datos como con el robot móvil ExaBot, que se presenta como parte de este trabajo. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad del enfoque híbrido para abordar el problema de la navegación basa en visión en entornos complejos interiores/exteriores.
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