रोबोट के झुंड का स्थानीयकरण

Question

मेरे पास 25 सेमी ऊंची छत (हाँ पच्चीस सेंटीमीटर) के साथ 300 सेमी x 300 सेमी कमरा है। इसमें 50 छोटे पहिए वाले रोबोट (लगभग 20 सेमी x 20 सेमी) हैं। एक केंद्रीय कंप्यूटर स्थिति को कमांड भेजने के लिए वायरलेस नेटवर्क का उपयोग करते हुए, रोबोट के आंदोलनों को ऑर्केस्ट्रेट करेगा। वायरलेस बैंडविड्थ को बचाने के लिए रोबोट अपना बंद लूप पोजिशन कंट्रोल करेंगे। रोबोट में 32-बिट एआरएम माइक्रोकंट्रोलर हैं। उनके पास व्हील पोजीशन सेंसर और सटीक व्हील कंट्रोल करने की क्षमता है।

समस्या: रोबोट वास्तव में ऐसा नहीं कर सकते क्योंकि उनके पास कमरे में अपनी स्थिति को मापने का कोई तरीका नहीं है।

प्रश्न: mm 5 मिमी से बेहतर सटीकता के लिए रोबोट को उनकी स्थिति और अभिविन्यास को मापने की क्षमता कैसे दी जा सकती है? मैं एक सटीक और मजबूत समाधान की तलाश कर रहा हूं, जो संकटों से प्रभावित नहीं है, और प्रत्येक रोबोट पर एक उच्च शक्ति पीसी की आवश्यकता नहीं है। स्थानीयकरण के लिए जो भी सेंसर आवश्यक हैं, उन्हें आसानी से रोबोट में जोड़ा जा सकता है। यदि स्थानीयकरण समाधान की मांग करता है तो माइक्रोकंट्रोलर्स को अधिक शक्तिशाली लोगों के लिए आसानी से बदला जा सकता है।

Comments

रोबोट के पास किस तरह के सेंसर हैं और किस तरह की कम्प्यूटेशनल शक्ति है?

— डेमनमेकर

@DaemonMaker - उस जानकारी को जोड़ा, और प्रश्न को स्पष्ट करने का प्रयास किया।

— रॉकेटमेग्नेट

यह एक अच्छा अद्यतन @Rocketmagnet है लेकिन सवाल अभी भी खुला है समाप्त हो गया। स्थानीयकरण साहित्य में बहुत सारी तरकीबें हैं जो आपके लिए उपलब्ध हो सकती हैं, जो इस बात पर निर्भर करती हैं कि आपके रोबोट अपने बारे में, अपने पर्यावरण और एक-दूसरे के बारे में क्या देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, किसी भी रोबोट के विश्वास की सटीकता को बढ़ाने के लिए कई रोबोटों के विश्वासों के संयोजन से संबंधित बहुत सारे काम हैं। यह प्रत्येक रोबोट में एक छोटा कैमरा और फ़िड्यूशियल मार्कर जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है और प्रसंस्करण को अधिक नहीं बढ़ाएगा।

— डेमनमेकर

क्या निष्कर्ष दृष्टि की xy रेखा, या z को रोकते हैं? जैसे, यदि आपके पास छत पर लाइनें, लेज़र या दर्पण हैं, तो क्या रोबोट आमतौर पर उन्हें देख पाएंगे?

— जेम्स वाल्डबी - jwpat7

@ jwpat7 - चूंकि छत इतनी कम है और रोबोट व्यावहारिक रूप से इसे छूते हैं, इसलिए मूल रूप से जेड दिशा में दृष्टि की कोई रेखा नहीं है।

— राकेटमग्नेट

Answer 1

मेरे सिर के ऊपर से कुछ विचार ... आम तौर पर आप या तो प्रत्येक रोबोट समझ सकते हैं कि यह अपनी स्थिति है या किसी तरह की प्रणाली है रोबोटों को ढूंढें और उन्हें उनकी स्थिति (या संयोजन) के बारे में जानकारी भेजें। संभवतः खुद का पता लगाने के लिए अन्य रोबोट पदों का उपयोग करना एक अन्य विकल्प है यदि वे संवाद कर सकते हैं। आप रोबोट और अन्य स्रोतों से सेंसर की जानकारी भी जोड़ सकते हैं।

ऑप्टिकल

आप फर्श या छत पर या तो निरपेक्ष स्थिति या सापेक्ष स्थिति को एन्कोड कर सकते हैं। रोबोट पर एक सेंसर उन लोगों को देख सकता है। आपके ऑप्टिकल माउस में एक संवेदक किसी भी पैटर्न के बिना भी अधिकांश सतहों के सापेक्ष गति प्राप्त कर सकता है। पुराने शैली के चूहे थे जो एक पैटर्न वाले ग्रिड का उपयोग करते थे।

हर रोबोट पर दो (या अधिक) कैमरे हो सकते हैं जो अलग-अलग दिशाओं में देख रहे हों, अगर कमरे की दीवारों में सही तरह का पैटर्न हो तो आप छवियों के आधार पर अपना स्थान निर्धारित कर सकते हैं। एक कताई कैमरा एक और विकल्प है। अन्य रोबोट द्वारा कैमरे को बाधित करना एक चिंता का विषय हो सकता है।

फर्श या छत में एक सेंसर ऐरे या कैमरा रोबोटों का पता लगा सकता है और फिर आप रोबोटों को उनका स्थान भेज सकते हैं।

कुछ प्रकार के ऑप्टिकल सेंसर जो ऑप्टिकल बीकन की दिशा का पता लगा सकते हैं (जैसे एक एलईडी)।

ध्वनि

आपके पास अल्ट्रासाउंड चिरैप्स के उत्सर्जन के आसपास कुछ बीकन हो सकते हैं। यदि वे सभी सिंक्रनाइज़ हैं (उदाहरण के लिए उनके बीच निश्चित देरी), तो उनकी स्थिति को देखते हुए आप रोबोट की स्थिति निर्धारित करने के लिए उड़ान गणना के समय का उपयोग कर सकते हैं। कई साल पहले मैंने एक अल्ट्रासाउंड डिजिटाइज़र के साथ काम किया है जो लगभग एक मीटर की दूरी पर मिमी के बारे में सटीक था इसलिए यह बॉलपार्क में लगता है। आपके रोबोट के आकार और झुंड प्रतिबिंब और अवरोधों के विन्यास के आधार पर समस्या हो सकती है या नहीं। आपको प्रयोग करने की आवश्यकता होगी लेकिन मेरी आंत की भावना यह है कि पर्याप्त बीकन के साथ आप अच्छा प्रदर्शन कर सकते हैं।

हर रोबोट पर अल्ट्रासाउंड रेंज फाइंडर्स। (कताई?) अन्य रोबोट या दीवारों से दूरी तय कर सकता है।

यदि इनमें से कोई भी ध्वनि दिलचस्प है तो मैं उन विचारों को थोड़ा और विकसित करने की कोशिश कर सकता हूं।

Comments

मुझे अल्ट्रासाउंड विधि पसंद है। मुझे आश्चर्य है कि अगर मैं इसे फर्श के माध्यम से भेज सकता हूं ताकि यह झुंड से परेशान या प्रतिबिंबित किए बिना यात्रा कर सके।

— राकेटमग्नेट

@Rocketmagnet: आप इसे फ़्लोर के माध्यम से भेज सकते हैं। समस्या ठीक से ट्रांसड्यूसर को युग्मित करना है जो आमतौर पर जेल के साथ किया जाता है। शायद आपके आवेदन के लिए किसी तरह का गड़बड़ होगा। सही युग्मन के बिना अल्ट्रासाउंड बस सतह से उछल जाएगा। शायद आपके रोबोट के पहिए चाल कर सकते हैं।

— गाइ सीरटन

@GuySirton मैं एक ऐसे उपकरण से अल्ट्रासाउंड चिरॉप्स का पता लगाना चाहता हूं जो दूसरे उपकरण से उत्सर्जित होता है। मैं ऐसा करने के लिए संघर्ष कर रहा हूं क्योंकि मेरे द्वारा उपलब्ध सभी घटक रेंज-फाइंडर्स हैं जो गूंज का पता लगाते हैं और उनका पता लगाते हैं। वे रेंज का उत्पादन करते हैं और उन्हें उत्सर्जन में अलग करना और भागों को प्राप्त करना मुश्किल है। मुझे हवा के माध्यम से संकेत भेजने की आवश्यकता है। कोई संकेत या सुझाव? धन्यवाद!

— नेक्रोमैंटर

@necromancer आपको ट्रांसमीटर / रिसीवर खरीदने में सक्षम होना चाहिए जैसे कि इस digikey.ca/product-detail/en/MA40S4R/490-7706-ND/4358146 को देखें और एक ही श्रेणी में ...

— गाय साइरन

@GuySirton आपका बहुत-बहुत धन्यवाद। एक बड़ी मदद!

— नेक्रोमन्ट

Answer 2

यदि छत एक सपाट सतह है जो रोबोट के शीर्ष से दिखाई देती है, तो आप नियमित अंतराल पर छत पर मार्कर धारियों (या कुछ अन्य ज्ञात फ़िड्यूशियल पैटर्न) रख सकते हैं। धारियाँ सफेद या काली रेखाएँ या संकीर्ण परावर्तक टेप हो सकती हैं, जो रोबोट के शीर्ष पर फोटोसेंसर का उपयोग करके पाई गई हैं।

यदि व्हील लोकेशन सेंसर और सटीक व्हील कंट्रोल वांछित स्थान डेटा सटीकता बनाए रखने के लिए पर्याप्त हैं, जब कोई रोबोट सटीक रूप से ज्ञात स्थिति से दूरी d से आगे नहीं बढ़ा है , तो धारियां (जो सफेद धारियां, काली धारियां या संकीर्ण चिंतनशील टेप हो सकती हैं) इसके अलावा डी / .2 से अलग नहीं रखा जाना चाहिए ।

गति-नियोजन सॉफ्टवेयर को संभवतः अनुकूल बनाने की आवश्यकता होगी। यदि एक रोबोट की स्थिति एक पट्टी के पार होने पर लगातार गलत है, तो यात्रा की दूरी के लिए पहिया एनकोडर के अनुपात को समायोजित करें; या अगर एक यात्रा पैर बस थोड़ी लंबी थी तो एक पट्टी दिखाई देगी, पट्टी को पार करने के लिए पैर का विस्तार करें; या किसी भी स्थिति-संवेदनशील संचालन से ठीक पहले कई धारियों के खिलाफ जांच करने के लिए कदम; या एक पट्टी पार बिंदु पर स्थिति के प्रति संवेदनशील संचालन करते हैं।

बहुत अधिक संख्या में फ़िड्यूशियल पैटर्न संभव है। एक्स और वाई कुल्हाड़ियों के समानांतर रखी गई ऑर्थोगोनल स्ट्रिप्स संभवतः बनाने और काम करने के लिए सबसे सरल हैं। लेकिन बैल-आंखें, क्रॉस-बाल, वेज, बार कोड और अन्य पैटर्न के साथ-साथ विचार करने योग्य हैं।

Comments

+1 भले ही मैंने मेरा पोस्ट करने से पहले आपका जवाब पढ़ा, फिर भी मैंने फ़िड्यूशियल के बारे में एक ही जवाब पोस्ट किया ... मुझे नींद की कमी का दोष है।

— थॉमस सिप

@ थोमश, धन्यवाद! मुझे आश्चर्य है कि ओपी ने किसी भी जवाब को वोट नहीं दिया है, जिनमें से सभी कुछ उपयोगी जानकारी प्रदान करते हैं ।

— जेम्स वाल्डबी - jwpat7

Answer 3

रोबोट के शीर्ष और छत के बीच की कम दूरी वास्तव में आपके विकल्पों को प्रतिबंधित करती है। पूरे कमरे का एक केंद्रीकृत अवलोकन प्राप्त करना और वहां से काम करना बहुत असंभव लगता है।

मुझे यकीन नहीं है कि आप किस तरह के 'कमरे' के बारे में बात कर रहे हैं और आप इसे कितना उपकरण दे सकते हैं, लेकिन यह रोबोट के बजाय छत पर मार्कर लगाने का विकल्प हो सकता है। छोटी दूरी को देखते हुए, आपको बहुत अधिक पूरी तरह से छोटे मार्करों के साथ छत को भरना होगा जो कि हर एक रोबोट पर एक ऊपर की ओर इशारा करते कैमरे द्वारा पूरी तरह से देखा जा सकता है, हालांकि आप इस कैमरे को रोबोट पर कम करने में सक्षम हो सकते हैं, बीच में कहें दोनों ओर आगे और पीछे के पहिये, आपको एक व्यापक व्यूइंग एंगल देने के लिए। लेकिन सबसे बड़ी चुनौती पूरे छत को साधने के लिए पर्याप्त विशिष्ट मार्करों को प्रिंट करना होगा।

वैकल्पिक रूप से, यह बहुत सारे RFID टैग के साथ फर्श को साधने के लिए बोधगम्य हो सकता है, बशर्ते आप उन पाठकों को पा सकते हैं जिनके पास एक छोटी सी पर्याप्त रेंज है (AFAIK, RFID पाठक केवल आपको बताएंगे कि एक निश्चित टैग सीमा में है, जहां नहीं है)। Phidgets RFID रीडर पहले से ही लगभग की एक सीमा है। 3 इंच, इसलिए जब तक आप टैग के किस समूह को देखकर स्थानीयकृत नहीं कर सकते हैं (यदि एक ही समय में कई टैग का निरीक्षण करना संभव है - क्या आप बता सकते हैं कि मुझे आरएफआईडी के साथ कोई वास्तविक कार्य अनुभव नहीं है?), आपको प्रयोग करना होगा? छोटे टैग प्राप्त करना और उन्हें पाठक से एक हद तक 'परिरक्षण' करवाना, ताकि उन्हें बहुत पास की सीमा के अलावा अन्य नहीं पढ़ा जा सके।

सब सब में यह एक कठिन लेकिन बहुत ही रोचक चुनौती है। यदि यह काम के लिए है, तो मुझे लगता है कि आप हमें परियोजना का उद्देश्य नहीं बता सकते, लेकिन यह सुनिश्चित करना पेचीदा लगता है :)

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जवाब के लिए धन्यवाद। निराशा की बात यह है कि मैं इस परियोजना के बारे में इतना कम बता सकता हूं कि सवाल पूछना बहुत मुश्किल है।

— राकेटमग्नेट 11

मैं भी यही सोच रहा था। स्विमिंग पूल के ऊपर रंगीन झंडे होते हैं और नीचे की रेखाएँ तैराक को पूल में उसके लेन में उसके स्थान को इंगित करती हैं। एक ही अवधारणा लेकिन एक के बजाय 2 अक्ष।

— zkent

Answer 4

यदि एक विकॉन सिस्टम प्रश्न से बाहर है, तो आप रोबोट के शीर्ष पर रखे गए मार्करों को पढ़ने के लिए कैलिब्रेटेड कैमरों की एक प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं।

1. सबसे अच्छा कैमरा रखें जो आप पर्यावरण के आसपास प्राप्त कर सकते हैं। मैं amazon.com से $ 20 वेब कैम का उपयोग करता हूं
2. कैमरों को कैलिब्रेट करने के लिए OpenCV के कैलिब्रेशन टूल का उपयोग करें।
3. रोबोट के ऊपर मार्कर रखें
4. कैमरे पर्यावरण में अपने सापेक्ष पदों को जानते हैं, इसलिए मार्कर पदों को त्रिकोणित करके, वे मार्करों की स्थिति और अभिविन्यास को सटीक रूप से आउटपुट कर सकते हैं।

इस शोधकर्ता ने इस शोधपत्र में जो किया है, उसे क्रमबद्ध करें (देखें पृष्ठ 16)

हालांकि, जैसा कि अन्य ने नोट किया है, यदि छत बहुत कम है, तो आपके पास रोबोट के शीर्ष पर दृष्टि की अच्छी रेखा नहीं होगी, और आपके पास इस पद्धति का उपयोग करने में मुश्किल समय होगा।

Comments

जवाब के लिए धन्यवाद। विकॉन जैसी किसी भी चीज़ की समस्या बहुत अधिक मात्रा में होती है, जो तब होती है जब आपके पास 50 रोबोट होते हैं जो इतनी कम छत वाले कमरे में भीड़ लगाते हैं। मुझे लगता है कि इस तरह के समाधान को असंभव बना देता है।

— राकेटमग्नेट