Skip to main content
SUPERVISOR
Maziar Palhang,Pejman Khadivi
مازیار پالهنگ (استاد راهنما) پژمان خدیوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Mokhtari
مریم مختاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Improving Exploration and Navigation for Multiple Robots Based on Scan History Network
When a disaster like an earthquake occurs, human attendance may become dangerous and it is better to use robots for rescue mission. A time limitation exists in time of rescuing victims and robots batteries lives. Rescue robots should explore environment as fast as possible to maximize the chance of finding victims in the limited time. Rescue robots share a map to achieve this goal and to cooperate their exploration. The gathered data and its representation can be an occupancy grid map that shows occupied, free or unexplored areas. In addition victims locations and the path to reach them can be shown on the map. Using multiple robots instead of one robot may lead to some difficulties that should be considered, like incompatibility in robots information, collision of robots to each other and merging robots maps. In this thesis, a new map named “Scan History Network” is introduced to improve coordination of a team of exploring robots. This method uses a more suitable criterion in selecting exploration targets. The benefit of using scan history network for coordinating multiple robots over using nearest frontiers as robots’ goals in occupancy grid map in usual approaches is that robots try to detect “less scanned” points in the environment by keeping a history of robots sca then every robot selects one of these points as its target and tries to plan a suitable path to reach it. The target of each robot is selected, separated from others with an acceptable distance to have better coverage and exploration of environment. Common approaches set more priority for nearer frontiers when selecting them. Although this criterion has been mentioned in the new approach, it’s not given high priority. The main goal of the new approach is to optimize robots’ exploration and overcoming time limitation and at the same time keeping efficiency. Also, during map building, a Graph-Oriented Map in the environment is created in which nodes are junctions in the environment that are the main structural parts in the area. This map can be used in future navigations of robots, so repetitive processes are not needed. Therefore exploration and path-planning is performed faster. An improved approach is introduced to detect junctions. In this method, unlike usual approaches that obtain graph-oriented map from processing occupancy grid map, nodes information that are junction locations are gathered directly from the environment by “detecting Gaps” in laser range scanners data. Keywords: Coordinated Exploration, Multi-Robots, Scan History Network, Graph-Oriented Map, Path-Planning, Mapping, Localization, SLAM
در صورت وقوع حادثه ای مانند زلزله، حضور انسان ها در محیط می تواند خطرآفرین باشد و بهتر است از ربات ها برای امدادرسانی استفاده شود. یک محدودیت زمانی در زمان امدادرسانی به مصدومین و باتری ربات ها وجود دارد؛ ربات های امدادرسان باید بتوانند در یک زمان مشخص مناطق بیشتری از محیط را جستجو کنند تا در نهایت مصدومین بیشتری شناسایی شوند. گروه ربات های امدادرسان برای این منظور و برای هماهنگ کردن جستجوی خود با یکدیگر و جلوگیری از جستجوی مناطق تکراری در محیط، از یک نقشه اشتراکی استفاده می کنند. اطلاعات جمع آوری شده و نمایش بصری آن می تواند یک نقشه شبکه اشغال باشد که نواحی اشغال شده، اشغال نشده و جستجو نشده را نشان دهد. ضمن آنکه می توان مکان مصدومین و راه رسیدن به آنها را نیز در نقشه نشان داد. استفاده از چند ربات به جای یک ربات در جستجوی محیط، مشکلاتی را نیز مانند ناسازگاری در اطلاعات، برخورد رباتها با هم و چگونگی ادغام نقشه های رباتها با هم را ایجاد می کند که باید در نظر گرفته شوند. در این پایاننامه، نقشه ای به نام «شبکه تاریخچه پویش» ارائه شده است که همراه با نقشه شبکه اشغال بین ربات ها به اشتراک گذاشته شده و هماهنگی بین ربات های جستجوگر گروه را بهبود میبخشد. این روش معیار مناسب تری نسبت به روش های متداول برای گزینش هدف های میانی ربات ها به کار می گیرد. برتری به‌کارگیری شبکه تاریخچه پویش به جای روش های متداول که تنها از انتخاب نزدیکترین پیشگام ها به عنوان هدف میانی ربات ها در نقشهشبکه اشغال برای هماهنگ کردن چند ربات استفاده میکنند، این است که ربات ها تلاش میکنند با نگه داری تاریخچه پویش ربات ها در زمین، نقاط «کمتر پویش شده» در محیط را شناسایی کرده، هر کدام از ربات ها یکی از این نقطهها را به عنوان هدف برگزیده و طراحی مسیر مناسبی برای رسیدن به آن انجام دهد. هدف های رباتها مجزا از هم و با فاصله مناسب گزینش می شوند تا در حد امکان همه محیط توسط ربات ها جستجو شود؛ در حالی که در روشهای دیگر، اولویت بیشتر در گزینش نزدیک ترین پیشگام به ربات است. این معیار هر چند در راهکار جدید نیز در نظر گرفته شده است، اما در اولویت نیست. هدف اصلی راهکار جدید، جستجوی بهینه ربات ها و غلبه بر محدودیت زمانی و در عین حال حفظ کارآیی روش است. همچنین در حین تولید نقشه شبکهاشغال، یک نقشه گرافگرا شامل «تقاطع»ها در محیط به عنوان گره ها که اجزای ساختاری اصلی محیط هستند ساخته می شود. این نقشه در پیمایشهای بعدی ربات ها میتواند به‌کارگرفته شود تا نیاز به پردازشهای دوباره همه اجزای محیط نباشد و جستجو و طراحی مسیر با سرعت بیشتری انجام شود. برای شناسایی تقاطع ها یک روش بهبود یافته معرفی شده است. کلید واژه ها: 1- جستجوی هماهنگ 2- شبکه تاریخچه پویش 3- نقشه گراف گرا 4- طراحی مسیر 5-نقشه سازی 6-مکان یابی 7-نقشه سازی و مکان یابی همزمان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی