Optimal robot pose estimation using scan matching by turning function
Autores: Sadeghi Bigham, Bahram; Abbaszadeh, Omid; Zahedi-Seresht, Mazyar; Khosravi, Shahrzad; Zarezadeh, Elham
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimal robot pose estimation using scan matching by turning function
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Función de giro
Algoritmo
Localización
Robots móviles
Método de coincidencia de escaneo
Problema de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La función de giro es una herramienta en el procesamiento de imágenes que mide la diferencia entre dos formas poligonales. Proponemos un algoritmo de localización para la estimación óptima de la pose de robots móviles autónomos utilizando el método de coincidencia de escaneo basado en el algoritmo de función de giro. Hay varias metodologías dirigidas a mover los robots de la manera correcta y llevar a cabo sus misiones de manera efectiva, lo que implica la integración de la localización y el control. En el método propuesto, el problema de localización se implementa en forma de un problema de optimización. Posteriormente, se aplican el algoritmo de función de giro y el método simplex para estimar la localización y orientación del robot. El algoritmo propuesto primero recibe los polígonos extraídos de los datos de dos sensores y luego asigna un histograma a cada escaneo del sensor. Este algoritmo intenta maximizar la similitud de los dos histogramas convirtiéndolos a un sistema de coordenadas unificado. De esta manera, se calcula la estimación de la diferencia entre las dos situaciones. En detalle, el objetivo principal de este estudio es proporcionar un algoritmo dirigido a reducir los errores en la localización y orientación de robots móviles. Los resultados de la simulación indican el gran rendimiento de este algoritmo. Los resultados experimentales en conjuntos de datos simulados y reales muestran que los algoritmos propuestos logran mejores resultados en términos de métricas de posición y orientación.
Descripción
La función de giro es una herramienta en el procesamiento de imágenes que mide la diferencia entre dos formas poligonales. Proponemos un algoritmo de localización para la estimación óptima de la pose de robots móviles autónomos utilizando el método de coincidencia de escaneo basado en el algoritmo de función de giro. Hay varias metodologías dirigidas a mover los robots de la manera correcta y llevar a cabo sus misiones de manera efectiva, lo que implica la integración de la localización y el control. En el método propuesto, el problema de localización se implementa en forma de un problema de optimización. Posteriormente, se aplican el algoritmo de función de giro y el método simplex para estimar la localización y orientación del robot. El algoritmo propuesto primero recibe los polígonos extraídos de los datos de dos sensores y luego asigna un histograma a cada escaneo del sensor. Este algoritmo intenta maximizar la similitud de los dos histogramas convirtiéndolos a un sistema de coordenadas unificado. De esta manera, se calcula la estimación de la diferencia entre las dos situaciones. En detalle, el objetivo principal de este estudio es proporcionar un algoritmo dirigido a reducir los errores en la localización y orientación de robots móviles. Los resultados de la simulación indican el gran rendimiento de este algoritmo. Los resultados experimentales en conjuntos de datos simulados y reales muestran que los algoritmos propuestos logran mejores resultados en términos de métricas de posición y orientación.