Lokalizacija

Download Report

Transcript Lokalizacija

Lokalizacija

p

     

x y

      Judėjimas

p

 

p

       

x y

    

Odometrija Δs r , Δs l nuvažiuotas rato kelias B – atstumas tarp ratų

Klaidos didėjimas

Klaidos didėjimas

Naudojantis tik odometrija • • Negalima globaliai nustatyti roboto vietą. Reikalinga tiksli pradinė padėtis Neatsparus lokalizavimo klaidoms. Pagrobto roboto problema

Tikimybėm paremtos lokalizacijos • • Markovo lokalizacija Kalman filtro lokalizacija

Markovo lokalizacija

Modeliai • Veiksmo atnaujinimo modelis • o t – ratų koduotojo reikšmės, s t-1 • būsena padidina netikrumą ankstesnė • suvokimo atnaujinimo modelis • • i t – išorinių sensorių reikšmės ir atnaujinta būsenos reikšmė s ’ t sumažina netikrumą

Markovo lokalizacija • • • • Apskaičiuojamos tikimybės visoms galimoms pozicijoms aplinkoje (tiksliau žemėlapio pozicijoms)

p(r t

= l) roboto r yra pozicijoje l laiku t

p(r t = l | i t

) roboto r yra pozicijoje l laiku t, pagal sensorių duomenis i

t

p(A|B) – sąlyginė tikimybė A, žinant B

Bayes taisyklė • •

p(A

B)= p(A|B) p(B) p(A

B)= p(B|A) p(A) p

(

A

|

B

) 

p

(

B

|

A

)

p

(

A

)

p

(

B

)

Matymo modelis

p

(

l

|

i

) 

p

(

i

|

l

)

p

(

l

)

p

(

i

)

p

(

l

|

i

) 

p

(

i

|

l

)

p

(

l

) l – pozicija i – sensorių parodymai Skaičiuojama visoms l pozicijoms

Veikimo modelis

P

(

L t

 1 

l

) 

l

 '

p

(

l

|

l

' ,

a

)

P

(

L t

l

' ) Formuoja iš ankstesnės būsenos ir ratų sukimosi reikšmių į naują būseną.

Tam, kad paskaičiuoti naujos pozicijos tikimybę l (naujoje “nuomonės” būsenoje), turime integruoti pagal visus įmanomus kelius, kuriais robotas galėjo pasiekti l įvertinant galima pozicijas (ankstesnėse “nuomonės” būsenose).

Bendra tikimybė pozicijai l, sudaroma iš kiekvienos vietos l’ įtakos pagal odometrijos parodymus o

Pirmas atvejis - Dervish

Ypatybės • • • Atstumo detektoriai Neturi ratų sukimosi reikšmių Lokalizacija pagrįsta įvykiais

Ofiso tipo aplinka

Siena

Nieko nerasta Uždarytos durys Atviros durys Atviras koridorius 0.70

0.30

0 0

Uždaryt.

durys

0.40

0.60

0 0

Atidaryt.

durys

0.05

0 0.9

0.001

Atviras kodidorius

0.001

0 0.10

0.90

Fojė

0.30

0.05

0.15

0.30

Darvish formulės

Žemėlapis Nieko nerasta Uždarytos durys Atviros durys Atviras koridorius

Siena

0.70

0.30

0 0

.

Uždaryt durys

0.40

Atidaryt.

durys

0.05

0.60

0

Atviras kodidorius

0.001

0

Fojė

0.30

0.05

0 0 0.9

0.001

0.10

0.90

0.15

0.30

Skaičiavimai • Pradinė situacija – p({1-2}) = 1.0

– p({2-3}) = 0.2

– robotas važiuoja į dešinę su tikimybe 1.0

– įvykis: robotas aptinka koridorių kairėje ir atidarytas duris dešinėje.

Skaičiuojame • • {2-3} -> {3} -> {3-4} -> {4} p({4}) yra: – Pradinė tikimybė {2-3} = 0.2

– (A) tikimybė nieko neaptinkant pozicijoje {3} – (B) tikimybė tikimybė surandant koridorių kairėje ir duris dešinėje pozicijoje {4} – Sakykime, kad tikimybė nieko neaptikti {3-4} yra ligi 1

Skaičiuojame (2) • • • (A) atsitinka tada, kai {3} pozicijoje robotas neaptinka durų kairėje [0.6 * 0.4 + (1 – 0.6) * 0.05] ir teisingai nieko neaptinka dešinėje (0.7) (B) atsitinka tada, kai {4} pozicijoje robotas teisingai aptinka atvirą koridorių kairėje 0.90 ir suklysta dėl atvirų durų 0.1

VISO: 0.2 * [0.6 * 0.4 + (1 – 0.6) * 0.05] * 0.7 * [0.9 * 0.1] = 0.004 pozicijai {4}

Skaičiuojame (3) • Paskaičiuojame, kur galime atsidurti iš {1-2}: {2} , {2-3} , {3} , {3-4} , {4} – Kadangi aptikome duris ir praėjimą, tai atmetame {2-3}, {3}, {3-4} – Skaičiuojame pozicijai {2}: • 1.0 pradinė tikimybė • Tikimybė pamatyti dešinėje atviras duris = [0.6 * 0 + 0.4 * 0.9] ir kairėje koridorių = 0.9

• Tikimybė būti pozicijoje {2} = 1.0 * 0.4 * 0.9 * 0.9 = 0.3 • Tikimybė būti pozicijoje {4} = 0.000046

Gardelės struktūra • • Rhino muziejaus robotas 30x30 m plotas, padalintas į 15x15cm vienetus, ir 2 laipsnių tikslumo pasisukimą. 7’200’000 būsenų

P

(

l t

|

o t

) 

l

 '

P

(

l t

|

l

'

t

 1 ,

o t

)

p

(

l

'

t

 1 )

p

(

l

|

i

) 

p

(

i

|

l

)

p

(

l

) • p(i|l) generuojamas atsižvelgiant į sensorių klaidas