Анализ различных типов позиционирования

Робототехники выделяют три навигационные схемы(6):

глобальная – определение абсолютных координат устройства при движении по длинным маршрутам;

локальная – определение координат устройства по отношению к некоторой (обычно стартовой) точке. Эта схема востребована разработчиками тактических беспилотных самолетов и наземных роботов, выполняющих миссии в пределах заранее известной области;

персональная – позиционирование роботом частей своего тела и взаимодействие с близлежащими предметами, что актуально для устройств, снабженных манипуляторами.

Для решения задач определения местоположения автономными многоцелевыми мобильными платформами в процессе ее использования два основных метода позиционирования:

– пассивное (объект не излучает сигнала) позиционирование с помощью глобальных спутниковых систем навигации (ГЛОНАС/GPS/GALILEO) или локальных систем позиционирования;

– активное (объект анализирует собственный отраженный сигнал) зондирование окружающей среды с целью определения собственного местоположения относительно объектов на местности, путем определения расстояния до них и угла визирования. Имея глобальные координаты реперных объектов, имеется возможность пересчета координат мобильной платформы в глобальную систему.

В связи с наличием в подавляющем большинстве задач применения автономных подвижных систем «динамической окружающей обстановки», применение локального позиционирования является обязательным.

В большинстве мобильных роботов обычно используют два способа навигации: абсолютное и относительное позиционирование (определение местоположения).

Методы абсолютного позиционирования, как правило, основаны на использовании радиобуев, активных или пассивных ориентиров, карт соответствия маршруту, спутниковых навигационных сигналов.(7) Тем не менее, ни одна из ныне существующих систем абсолютного позиционирования недостаточно совершенна. Навигация радиобуев и ориентиров, как правило, требуют дорогостоящей установки и обслуживания. Навигация по карте – или очень медленная, либо очень неточная. При любом из этих способов навигации необходимо, чтобы условия работы робота либо были заранее подготовлены, либо были перенесены на навигационную карту с высокой точностью. Спутниковая навигация (GPS) может быть использована только на открытом воздухе, и она имеет низкую точность - порядка 10-30 метров. Радарные системы навигации очень дорогостоящие и чувствительны к отражению радарных импульсов от металлических объектов.

Относительное позиционирование чаще всего основано на навигационном счислении пути (deadreckoning). Например, можно осуществлять подсчет количества оборотов колес робота и приближенно вычислять расстояние от его стартовой позиции. Навигационное счисление пути – простой и дешевый способ навигации робота в реальном масштабе времени. К сожалению, по мере удаления робота от стартовой позиции, происходит неограниченное накопление ошибок. Для стабильной работы системы после прохождения каждого перекрестка происходит подсчет и нахождение его месторасположения.

В данном проекте используется движение робота по линии и позиционирование по подсчету пройденных перекрестков.