Навигация мобильного робота при движении по неровной поверхности на основе визуальной информации

28 декабря 2022 года
Бушмелев Дмитрий Вячеславович
(аспирант 1-го г. о., научный руководитель к.ф.-м.н. Буданов В.М., рецензент Щербов Р.М.)

Интерес к автономным роботам значительно растет последние десятилетия. Одной из главных особенностей алгоритма управления является способность к локализации. Робот должен быть способен точно оценивать свое положение и ориентацию для навигации в соответствующей среде. Для достижения точной локализации существуют различные датчики и сенсоры, например, Global Positioning System (GPS), инерциальные датчики, колесные энкодеры, LIDAR, камеры и т.д.      

Камеры могут быть использованы для локализации с использованием алгоритмов визуальной одометрии. Визуальная одометрия (ВО) – итеративный процесс оценки положения и ориентации на основе визуальной информации. Цель визуальной одометрии – дать оценку положения и ориентации робота в трехмерном пространстве. Визуальная одометрия может быть совмещена с информацией, получаемой с других датчиков, установленных на роботе, с помощью, например, фильтра Калмана. 

В отличие от движения по плоской поверхности, где информация о типе поверхности может быть использована для оценки, движение по неровной поверхности усложняется наличием объектов разной глубины на одинаковом расстоянии от камеры. Существуют различные алгоритмы как с использованием одной, так и двух камер для решения данной задачи. При использовании одной камеры могут используются предобученные сети, либо сторонняя информация, помогающая решить задачу неопределенности масштабных коэффициентов. Целью планируемой работы будет реализация алгоритма визуальной одометрии при использовании одной камеры, его введение в состав системы управления роботом при движении по неровной поверхности.