Skip to main content
SUPERVISOR
Maziar Palhang,Mohammad Reza Ahmadzadeh
مازیار پالهنگ (استاد راهنما) محمدرضا احمدزاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohamad Mahdi Kassir
محمد مهدی قصیر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392

TITLE

New approach to visual qualitative navigation
This thesis is concerned about the visual navigation methods that rely on teach and repeat -technique. In these navigations, the robot is first controlled manually to follow a desired path while recording a video to create a visual path. Then, the robot is placed to beginning of the path to follow it autonomously according. Quantitative and Qualitative methods approaches are suggested for following this visual path. Qualitative methods require fewer calculations. However, the current qualitative methods have some shortcoming. In this research, the limitations of the qualitative methods and in particular limitations of the funnel path method are investigated. Then, a new approach, called the slopped funnel method, is introduced which overcomes the shortcoming. Several different scenarios are performed on a real robot to show the performance of the proposed method. In order to improve these types of navigations, a method to create a visual path and a method for visual localization are also proposed. In continuum, a novel visual navigation method based on Braitenberg's approach to control the robot over the visual path is introduced. This method, despite its efficiency, does not have the complexity of other qualitative methods and experiments performed to demonstrate the effectiveness of this approach.
این تحقیق مبتنی بر روشهای ناوبری بصری می‌باشد. این روشها از تکنیک آموزش و تکرار استفاده می‌کنند. در این ناوبری ابتدا ربات برای طی یک مسیری کنترل می‌شود در حالی ‌که در تمام مسیر تصاویر ویدئویی توسط دوربینی که بر روی ربات نصب‌ شده است ضبط می‌شود. سپس برخی از قاب‌های کلیدی ویدئو استخراج می‌شوند. قاب‌های کلیدی مسیر بصری و فاصله بین دو قاب بخش نامیده می‌شوند. روش‌های مختلفی برای ردیابی این مسیر بصری پیشنهاد داده ‌شده است. اغلب روش‌های ردیابی مسیر بصری مبتنی بر تکنیک کنترل بصری یا کمی می‌باشند. در این میان روشهای کیفی نیز ارائه شده‌اند. این روش‌ها فقط به یک دوربین نیاز دارند و بر خلاف روشهای کمی به کالیبره کردن دوربین یا انجام محاسباتی مانند ژاکوبین، هموگرافی یا ماتریس اساسی نیازی نیست. مقایسه ای بین مختصات ویژگی‌ها در تصویر فعلی ربات و تصویر مقصد برای ردیابی مسیر صورت می‌گیرد. از بین روشهای کیفی روشی مبتنی بر مسیر قیفی ارائه شده است که نتایج عملی این روش روی ربات‌های زمینی و هوایی کارایی این روش را نشان داده‌ است؛ اما این روش مانند همه روشهای کیفی از محدودیت‌هایی نیز برخوردار است. این روش با همه حالت‌های گردش مثل گردش در جا نمی‌تواند برخورد کند. این محدودیت، حرکت ربات را محدود می‌کند. در نتیجه ربات هر مسیر دلخواهی را نمی‌تواند طی کند. علاوه بر آن در مواردی که ربات انحراف پیدا می‌کند، اصلاح مسیر برای آن سخت تر خواهد بود. در این تحقیق، رویکردی نوین به نام روش قیفی شیب‌دار معرفی خواهد شد که ضمن کارآئی خوبی که دارد محدودیتهای روش قیفی را نیز دارا نیست. در این رسایله محدودیت‌های روش کیفی بخصوص روش مسیر قیفی بیان خواهد شد. بدنبال آن روش پیشنهادی مسیر قیفی شیب‌دار توضیح داده خواهند شد و بیان خواهد شد که چگونه محدودیتهای روش قیفی را دارا نمی باشد. کارآئی این روش بر روی چندین سناریو مختلف با ربات واقعی انجام داده‌ شده است. همچنین تاثیر تعداد ویژگی‌ها و انواع ویژگی‌ها روی روش پیشنهادی بررسی شده است. در راستای بهبود این نوع ناوبری‌ها یک روش برای ساخت مسیر بصری و یک روش برای مکانیابی در این مسیر نیز پیشنهاد داده شده است. در ادامه، روش ابتکاری ناوبری بصری مبتنی بر مفهوم برایتنبرگ برای کنترل ربات در راستای مسیر بصری نیز ارائه شده است. این روش علیرغم کارآئی خوب از پیچیدگی کمتری نسبت به سایر روش‌های کیفی برخوردار است. آزمایشهای انجام شده کارایی این روش را نشان می‌دهند.

تحت نظارت وف ایرانی