Amirkabir University of Technology Computer Engineering & Information Technology Department. Planning and Navigation. دکتر سعید شیری قیداری & فصل 6 کتاب. Cognition. Cognition عبارت است از تصمیم گیری هدفمندانه و اجرای آن توسط یک سیستم برای نیل به یک هدف سطح بالا .
Une image / un lien ci-dessous est fourni (tel quel) pour télécharger la présentation
Politique de téléchargement : le contenu du site vous est fourni TEL QUEL pour votre information et votre usage personnel ; il ne peut être vendu, concédé sous licence ni partagé sur d’autres sites sans l’accord de son auteur.Le contenu vous est fourni TEL QUEL, pour votre information et votre usage personnel uniquement.Téléchargez la présentation en cliquant sur ce lien.Lors du téléchargement, si vous ne parvenez pas à télécharger une présentation, l’éditeur a peut-être supprimé le fichier de son serveur.Pendant le téléchargement, si vous ne parvenez pas à obtenir une présentation, le fichier a peut-être été supprimé par l’éditeur.
Configuration Space • مسئلهمسیریابیبرایروباتهایصنعتیومتحرکدرفضائیبانام configuration space انجاممیشود. • برایروباتیبا k درجهآزادیهرترکیبموقعیتآنرامیتوانبا k مقدارحقیقی q1,…,q kنشانداد. کهاینمقادیرنقطهایمثل p رادرفضای kبعدینشانمیدهند. اینفضا configuration space نامیدهمیشود.
Free Space • اگرفضایحقیقی (work space ) دارایمانعباشد،عملمسیریابیبایدمسیریازنقطهاولیهبههدفپیدانمایدکهبدونمانعباشد.اینمسیرفضایآزادنامیدهمیشود: F=C-O فضایازاد فضایموقعیت فضایمانع
Configuration Space فضایموقعیتوفضایآزادومسیریکهبههدفمنجرمیشود یکروباتبادودرجهآزادیدرفضایحقیقی
configuration space of a mobile robot • براییکروباتمتحرکرسمبرایناستکهآنرابصورت holomonic فرضکنیم. دراینصورتروباترامیتوانبصورتیکنقطهدرنظرگرفت . • درنتیجهفضایموقعیترامیتوانبصورتدوبعدیبامحورهای x, y نشانداد. • دراینحالتاشیاموجوددرمحیطباندازهشعاعروباتبزرگمیشوندتافرضنقطهایبودنروباتدرستباشد.
Free Space Obstacles Robot x,y Example of a World (and Robot)
Free Space Obstacles Robot (treat as point object) x,y Configuration Space:Accommodate Robot Size
Visibility Graph • G: non-directed graph • گره ها عبارتند از نقطه شروع و هدف و رئوس چند ضلعی ها • یال ها عبارتند از خطوط مستقیمی که از اتصال دو نقطه بدست می آیند و هیچ مانعی را قطع نمیکنند. qGoal qinit
الگوریتم • Construct a visibility graph G • Search G for a path from qinit to qgoal • If a path is found, return it; otherwise, indicate failure • Construction most expensive: - naively O(n3) - sweep-line algorithm renders it O(n2 log n) - O(n2) proposed.
Reduced Visibility Graphs • میتوان با کاهش تعداد یالها مرتبه اجرای الگوریتم را کاهش داد. • از G رئوس مقعر و یالهای non-tangentحذف میشوند. یال tangent یالی است که از هر دو گره برموانع مماس باشد. qgoal Algorithm: O(… + n log n) possible. qinit Qgoal qinit
Voronoi Diagram • برخلاف روش visibility graph این روش سعی دارد تا فاصله روبات تا اشیا را حداکثر نماید. • برای ساختن Veronoi graphنقاطی از صفحه که فاصله شان ازدو و یا چند شیئ یکسان است پیدا شده و به هم متصل میشوند. این نموداز شامل خطوط صاف و منحنی خواهد بود. • مسیر یافته شده توسط این روش با مسیر بهینه فاصله دارد. • اجرای این الگوریتم بر روی روبات ساده است: روبات با استفاده از سنسور های فاصله سعی درحداکثر کردن فاصله اش از اشیا اطراف خواهد نمود تا همیشه در مسیر این نمودار قراربگیرد. • این خطر وجود دارد که روبات بعلت محدودیت سنسورهایش قادر به اندازه گیری فاصله تا اشیا دور نباشد.
Naive Method of Constructing Voronoi Diagrams • compute all arcs (for each vertex-vertex, edge-edge, and vertex-edge pair) • compute all intersection points (dividing arcs into segments) • keep segments which are closest only to the vertices/edges that defined them
Cell Decomposition • در این روش محل های مربوط به فضای آزاد و اشیاء از هم جدا میشوند. برای اینکار: • فضا را به نواحی ساده و به هم متصلی به نام سلول تقسیم کنید. • سلولهای آزادی که مجاورهم هستند را مشخص نموده ویک گراف اتصال تشکیل دهید. • سلولهائی که حاوی نقطه مبدا و مقصدهستند را پیدا کنید. • مسیری در گراف اتصال پیدا کنید که این سلولها رابه هم وصل کند. • در این سلولها مسیری را پیدا کنید که از آن سلول عبور کند. مثلا مسیری که نقطه وسط سلول را به مرزهایش وصل نماید.
Approximate Cell Decomposition • یکی از روشهای متداول در مسیریابی روباتهای متحرک است که بخصوص برای مواردی که محیط بصورت grid based استفاده میشود. • فضا به سلولهائی با اندازه ثابت( یا متغیر) تقسیم بندی میشود. • در حالت استفاده از سلول با اندازه ثابت ممکن است برخی مسیرها از دست بروند.
مسائل • پیوستگی مسیر تابعی از رزولوشن انتخاب شده است. • با افزایش رزلوشن پیچیدگی محاسباتی افزایش می یابد. • مواردی وجود دارند که دقت از بین میرود. برای مثال در شکل زیر تشخیص مانع از فضای آزاد مشکل خواهد بود
Path / Graph Search Strategies برای جستجو از تکنیک NF1 و یا grassfire استفاده میشود که در آن به هر سلول فاصله آن تا نقطه هدف نسبت داده میشود. سایرروشها: Breadth-First Search Depth-First Search Greedy search and A *
