Országos Tudományos Diákköri Konferencia BMF-NIK, IAR március 22. PAL COMMANDER MOBIL ROBOT NAVIGÁCIÓJA PAL-OPTIKÁS MEGVALÓSÍTÁSSAL Konzulens: Vámossy Zoltán Fejlesztők: Pekár Tamás Mornailla László

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Célkitűzés Mobil robot Többféle navigációs viselkedés  Akadálykerülés  Vonalkövetés  Környezeti jelek figyelembevétele Egyszerű összeállítás Omnidirectional optikai szenzor

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Műszaki felépítés

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. RC vezérlés Optocsatoló 6 mozgási irány Párhuzamos port Byte értékek:  0: stop  1: előre  2: hátra  4: kerék jobbra  6: jobbra hátra  7: jobbra előre  8: kerék balra  9: balra előre  10: balra hátra Nincs sebességszabályzás

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Modell RC vezérlés I. Változtatható kommunikációs frekvencia Pontosabb precíziós irányítás Soros port  Irány #0 - #17: balra #18 - #19: középen #20 - #40: jobbra  Sebesség #0 - #21: hátra #22: stop #23 - #40: előre PIC mikrokontroller (18F1320)  2 szintű megszakítás  18 láb

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Modell RC vezérlés II. Modell RC autó és a távirányító kiegészítő elektronika elvi kapcsolási rajza Generált vezérlő impulzusok (PIC)  1. jel: 15ms ismétlődés  2. jel: első adatból számolt időérték  3. jel: második adatból számolt időérték

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Mobil robotok RCModell RC

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. A teljeslátószög előnyei PAL (Panoramic Annual Lens) CMI (Centric Minded Imaging) 360º-os körkép 2D-re vetítése Körgyűrűs kép Polár koordinátával leírható Nagy FOV (Field Of View) Mozgó alkatrészek nélkülözése Irányt és távolságot is megadhatja Tulajdonságai  PAL középpont  Belső holttér sugara  Nagy kör sugara

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Vezérlő szoftver Képfeldolgozó modul  Előfeldolgozás Closing (pre és post) Gauss, Medián szűrő Pixelzaj szűrés (rádiójel) FFDShow directshow filter  Színkiemelés  Éldetektálás lépései Zajcsökkentés (Noise reduction) Élkiemelés (Edge enhancement) Éldetektálás (Edge detection) Éllokalizálás (Edge localisation)

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Vezérlő szoftver Irányítás – Vonalkövetés Meghatározható vonalszín Detektáló sorok (balra-jobbra)  Felső treshold – vonal azonosítás  Alsó treshold – akadály veszély Irányítási döntések meghozatala  line1 > line2 > line3 – balra  line3 < line2 < line1 – jobbra  line1 ~ line2 ~ line3 – egyenesen  … Nincs detektált vonal  A kép alsó felét vizsgáljuk a fenti metódussal

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Vezérlő szoftver Irányítás modul Akadálykerülés  Előfeldolgozás: Kontúrpont-detektálás Pixelzaj-szűrés  Homogén környezet  Akadálydetektálás detect(90) – előre detect(270) – hátra...  Távolságok mérése  Ütközés veszély - tolatás  RC vezérlés PAL-korrigáció

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Eredmények RC tesztvideó I. Vonalkövetés  Közel homogén közeg  Fehér vonal  Nagy sebesség Felmerülő nehézségek:  Kamerakép változó színintenzitás  Világos fal  Neonfény tükröződés

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Eredmények Tesztvideók Főprogram

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Értékelés Hardveres és szoftveres megoldás Könnyen implementálható, fejleszthető Egyszerű összeállítás Költségtakarékos eszközök Számítási igénye minimalizálható  Számos lehetséges alternatív adatfeldolgozás

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Hivatkozások Emanuelle Menegatti: The Caboto Project MSc in Artificial Intelligence Division of Informatics University of Edinburgh 2000 Emanuele Menegatti, Takeshi Maeda and Hiroshi: Image-based memory for robot navigation using properties of omnidirectional images IshiguroDepartment of Information Engineering (DEI) Faculty of Engineering, The University of Padua E. Menegatti, A. Pretto, E. Pagello: Monte-Carlo Localization under occlusion Intelligent Autonomous Systems Laboratory, Department of Information Engineering, The University of Padua, Italy Giovanni Adorni, Stefano Cagnoni, Monica Mordonini, Antonio Sgorbissa: Omnidirectional stereo systems for robot navigation Dept. of Computer Engineering, University of Parma University of Genoa Parma Irem Stratmann Erik Solda: Omnidirectional Vision and Inertial Clues for Robot Navigation Autonomous Intelligent Systems, Fraunhofer Institute Fraunhofer Institute Jong Suk Choi and Sung-Kee Park: Sensor-Based Motion Planning for Mobile Robots 2002 FIRA Robot World Congress Advanced Robotics Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST),Cheongryang, Seoul131, Korea Grzegorz Cielniak, Mihajlo Miladinovic, Daniel Hammarin, Linus G¨oranson, Achim Lilienthal, Tom Duckett: Appearance-based Tracking of Persons with an Omnidirectional Vision Sensor Yoshio Matsumoto, Kazunori Ikeda, Masayuki Inaba, Hirochika Inoue: Visual Navigation using Omnidirectional View Sequence

PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László március 22. Köszönjük a figyelmet! Elérhetőség  Pekár Tamás  Mornailla László Honlap 