Országos Tudományos Diákköri Konferencia BMF-NIK, IAR 2005. március 22.

1. PAL COMMANDER MOBIL ROBOT NAVIGÁCIÓJA PAL-OPTIKÁS MEGVALÓSÍTÁSSAL Országos Tudományos Diákköri Konferencia BMF-NIK, IAR 2005. március 22. Fejlesztők: Pekár Tamás Mornailla László Konzulens: Vámossy Zoltán

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

3. Műszaki felépítés PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László

4. 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

5. 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

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

7. Mobil robotok RC Modell RC PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László

8. 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

9. Előfeldolgozás Closing (pre és post) Gauss, Medián szűrő Pixelzaj szűrés (rádiójel) FFDShow directshow filterhttp://sourceforge.net/projects/ffdshow Színkiemelés Éldetektálás lépései Zajcsökkentés (Noise reduction) Élkiemelés (Edge enhancement) Éldetektálás (Edge detection) Éllokalizálás (Edge localisation) Vezérlő szoftver Képfeldolgozó modul PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László

10. 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

11. 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

12. 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

13. Eredmények • Tesztvideók • Főprogram PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László

14. 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

15. Hivatkozások • Emanuelle Menegatti: The Caboto Project MSc in Artificial IntelligenceDivision 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 occlusionIntelligent 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 navigationDept. of Computer Engineering, University of Parma University of Genoa Parma • Irem Stratmann Erik Solda: Omnidirectional Vision and Inertial Clues for Robot NavigationAutonomous Intelligent Systems, Fraunhofer Institute Fraunhofer Institute • Jong Suk Choi and Sung-Kee Park: Sensor-Based Motion Planning for Mobile Robots2002 FIRA Robot World CongressAdvanced 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

16. Köszönjük a figyelmet! • Elérhetőség • Pekár Tamás • keni@mad.hu • Mornailla László • lacc@mad.hu • Honlap • http://roberta.obuda.kando.hu/iar/2004_2005/PALKoo PAL-Commander Pekár Tamás, Mornailla László