TR
EN
ROS Ekosistemi ile Robotik Uygulamalar için UWB, LiDAR ve Odometriye Dayalı Konumlandırma ve İlklendirme Algoritmaları
Öz
Bu çalışmada, Turtlebot3 ve daha birçok mobil robot üzerindeki konum bulma sorunu ile birlikte ilklendirme sorunu açıklanmaktadır. Ultra geniş bant (UWB) sensörlerinden elde edilen uzaklıkların kareleri ölçümleri ve en küçük kareler tekniği ilk robot konumunu hesaplamak için kullanılır. Daha sonra bu başlangıç pozisyonunundan yararlanarak, ilk yönelim açısını bulmak için Işık Algılama ve Uzaklık (LiDAR) sensörünün taramalarını kullanan tarama eşleştirme tekniği önerilmiştir. Böylece, robotik uygulamalarda önemli bir sorun olan başlangıçtaki otonom konumlandırma ve yönelim açısını bulma çözülmüştür. UWB uzaklık ölçümleri, odometre ve Uyarlanabilir Monte Carlo Lokalizasyon (AMCL) poz bilgisini birleştiren Genişletilmiş Kalman Filtresi (EKF), robotun gittiği yol boyunca robotun konumunu bulmak için benimsenmiştir. Gerçek ve simülasyon ortamlarında kullanılmak üzere Robot İşletim Sistemleri (ROS) için yeni modüller uygulanmıştır ve geniş çapta benimsenmesini sağlamak için açık kaynak olarak yapılmıştır. Simülasyon sonuçları, önerilen yöntemin Kök Ortalama Kare Hatasının (RMSE) 3 cm olduğunu ve kıyaslama yöntemden neredeyse iki kat daha iyi olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelimeler
Supporting Institution
Tübitak
Project Number
119E376
Thanks
This research is supported by Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK), project number 119E376.
References
- Açıkel S. and Gökçen A. (2019). Localization and point cloud based 3d mapping with autonomous robots. European journal of science and technology special issue, pp. 82-92, October 2019.
- Bar-Shalom, Y., Li, X. R., and Kirubarajan, T. (2004). Estimation with applications to tracking and navigation: theory algorithms and software. John Wiley & Sons.
- Beck, A., Stoica, P., and Li, J. (2008). Exact and approximate solutions of source localization problems. IEEE Transactions on signal processing, 56(5), 1770-1778.
- Beşkirli, M. and Tefek M. F. (2019). Parçacık sürü optimizasyon algoritması kullanılarak optimum robot yolu planlama. European journal of science and technology special issue, pp. 201-213, October 2019.
- Bostanci, B., Tekkok, S., Soyunmez, E., and Oguz-Ekim, P. (2019), viewed 17 October 2019, < https://github.com/ieuagv>
- Bregar, K., and Mohorčič, M. (2018). Improving indoor localization using convolutional neural networks on computationally restricted devices. IEEE Access, 6, 17429-17441.
- Dellaert, F., Fox, D., Burgard, W., and Thrun, S. (1999, May). Monte carlo localization for mobile robots. In Proceedings of the 1999 IEEE International conference on robotics and automation (ICRA), 2, 1322-1328.
- Dobrev, Y., Gulden, P., and Vossiek, M. (2018). An indoor positioning system based on wireless range and angle measurements assisted by multi-modal sensor fusion for service robot applications. IEEE Access, 6, 69036-69052.
Details
Primary Language
English
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Pınar Oğuz Ekim
*
0000-0003-1860-4526
Türkiye
Publication Date
December 31, 2020
Submission Date
June 1, 2020
Acceptance Date
October 12, 2020
Published in Issue
Year 1970 Number: 20
APA
Oğuz Ekim, P. (2020). Localization and Initialization Algorithms based on UWB, LiDAR and Odometry for Robotic Applications with ROS Ecosystem. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 20, 343-350. https://doi.org/10.31590/ejosat.746214