Metodologie de localizare relativă în medii colaborative robotizate

Abstract

Lucrarea de față abordează problema localizării în contextul explorării roboților autonomi în medii necunoscute. În vederea soluționării acestei probleme și din lipsa unui standard care să guverneze cercetarea localizării în mediul interior, autorul propune o metodologie de localizare relativă, destinat sistemelor de roboți autonomi cu rol de cooperare. Metodologia este aplicabilă pentru o gamă largă de sisteme. În lucrarea de față s-a luat ca exemplu sistemul CORE-TX (COllaborative Robotic Environment – the Timisoara eXperiment). Există trei niveluri de localizare pe care le oferă metodologia: PREDICȚIE, COOPERARE și CENTRALIZARE. Pentru nivelul COOPERARE se propune un model matematic bazat pe metoda ILS (Iterative Least Squares) care poate rezolva problema de localizare fără a fi nevoie de un echipament de calcul central. Nivelul CENTRALIZARE oferă o confiență superioară în localizare având la bază un echipament central cu multă putere de calcul și un algoritm destinat sistemelor cu procesare distribuită. Algoritmul BPF (Backtracking Particle Filter) propus, cu o tehnică originală în domeniul localizării, este un algoritm de tip „filtru de particule“ sub forma de „backtracking“ și care se bazează pe modelul algoritmilor probabiliști Las Vegas. A fost dezvoltat un dispozitiv hardware de localizare, IRULT (InterRobot Ultrasonic Localization Turret), cu un concept original, care este poziționat pe o turelă și este echipat cu două traductoare ultrasonice cu rolul de a obține orientarea și poziția robotului în task-ul de navigare. Deoarece experimentele făcute în practică acoperă un caz prea izolat pentru a putea valida metodologia propusă, se execută mai multe seturi de experimente prin simulare pentru a cuprinde toate cazurile izolate ce pot apărea în practică. Prin analizarea rezultatelor experimentale și prin introducerea conceptului „bază” cu rolul de a reseta propagarea erorilor în localizare, se arată că metodologia de localizare relativă propusă este aplicabilă în contextul explorării roboților autonomi în medii necunoscute.