شماره ركورد
19771
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
۱۹۷۷۱
پديد آورنده
فريدون جعفري بابوكاني
عنوان
توسعه ي تئوري و تجربي الگوريتم SLAM براي محيط هاي ديناميكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مكاترونيك
تاريخ دفاع
فروردين ١٣٩٧
استاد راهنما
دكتر امير حسين دوايي مركزي - دكتر اسماعيل خان ميرزا
دانشكده
مكانيك
چكيده
يكي از تواناييهاي اصلي مورد نياز براي رباتهاي خودمختار تعامل با محيط ميباشد. عموما رباتها براي داشتن تعامل با محيط از دادههاي حسگرهايي كه داراي اغتشاشات هستند استفاده نموده تا به دركي از محيط دست يابند و در عين حال موقعيت خود در محيط را تعيين نمايند. اين فرآيند تحت عنوان مكانيابي و نقشهكشي همزمان SLAM شناخته ميشود. پژوهشهاي زيادي بر روي مسألهي SLAM با در نظر گرفتن اين فرض كه محيط اطراف ربات به صورت ساكن، زمان عملكرد ربات كوتاه و همچنين ثابت فرض كردن ماتريس كواريانس نويز مشاهدات و فرايند انجام شده است، اما حل مسأله براي محيطهاي ديناميكي با زمان عملكرد زياد ربات و تطبيقي نمودن ماتريس كواريانس نويز مشاهدات هنوز از مسائل قابل بحث در اين موضوع ميباشد.
موضوع اين پاياننامه، توسعه الگوريتم SLAM براي محيطهاي ديناميكي ميباشد. در اين راستا ابتدا به بررسي مقدمهاي از موضوع، ساختار كلي مساله، جمع آوري پيشينه پژوهش و كارهاي انجام شده و ضرورت بررسي اين مساله در مبحث خودكار سازي رباتها متحرك پرداخته شده است. سپس الگوريتمهاي مختلفي نظير فيلترهاي گوسي (EKF) و فيلترهاي ذره (FastSLAM2.0) براي حل مساله SLAM با استفاده از يك سيستم تطبيقي نرو-فازي (ANFIS) به منظور تنظيم ماتربس كواريانس نويز مشاهدات توسعهيافتهاند تا دقت و پايداري الگوريتم را تضمين نمايد. همچنين براي توصيف محيط از روش پيشنهادي تركيبي، نقشههاي شبكهبندي و ويژگيمبنا استفاده شده است. با توجه به پويا بودن محيط ، با استفاده از فيلتر كالمن توسعهيافته اشياء متحرك در محيط را همزمان با اجراي SLAM رديابي نمودهايم. در انتها به منظور مقايسهي عملكرد روشهاي پيشنهادي، الگوريتم (FastSLAM)
بر روي ربات Turtlebot3 پيادهسازي شد. در پايان، نتايج حاكي از آن است كه عملكرد الگوريتمهاي پيشنهادي موجب افزايش دقت و درك ربات از محيط اطراف، گرديده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1397/09/06
عنوان به انگليسي
Development of a SLAM algorithm for dynamic environments
تاريخ بهره برداري
11/27/2018 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فريدون جعفري بابوكاني
چكيده به لاتين
One of the main abilities required for autonomous robots is interaction with the environment. Generally, Robot use disturbance sensors to interact with the environment to understand the environment and, at the same time, determine their position in the environment. This process is known Simultaneous localization and mapping(SLAM). There are many studies on the SLAM problem considering the assumption that the robot environment is static, the duration of the robot's short run, also the constant assumption of the covariance noise of the observations and the process, but solving the problem for dynamic environments with high robot operating time and the adaptation of the covariance matrix of observation is still one of the most controversial issues in this subject.
The subject of this thesis is development of a SLAM algorithm for dynamic environments. for this porpus, at first, an introduction to the subject, the general structure of the problem, the collection of research history and done works and the necessity of examining this issue in the topic of automation of mobile robots are discussed. Then, various algorithms such as EKF Gaussian filters and FastSLAM2.0 particle filters for solving the SLAM problem have been improved using an adaptive Neuro-Fuzzy inference system(ANFIS) is used to adjust the measurement noise covariance matrices to ensure that the accuracy and consistency of the algorithm is guaranteed. Also, to describe the environment of the proposed hybrid approach, Grid-base and feature mapping are used. Due to the dynamic nature of the environment, we have tracked moving objects in the environment with the implementation of SLAM by using the Extended Kalman filter. Finally, in order to compare the performance of the proposed methods, the FastSLAM algorithm was implemented on Turtlebot3. In the end, the results indicate that the performance of the proposed algorithms improves the robot's accuracy and perception of the environment.