Spis tresci

Spis treści
Spis ważniejszych oznaczeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1. Wste˛p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2. Neuronowe sieci komórkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
Klasyczny model CNN . . . . . . . . . .
Projektowanie sieci komórkowych . .
Zastosowanie klasycznych architektur
Podsumowanie rozdziału . . . . . . . . .
......
......
CNN w
......
.................
.................
przetwarzaniu obrazów
.................
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
11
17
18
22
3. Reprezentacja otoczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.1. Układy sensoryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1. Opis dalmierza laserowego LMS 200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2. Kamera dookólna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3. Skaner laserowy 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Reprezentacja otoczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1. Reprezentacja rastrowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2. Mapy cech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3. Reprezentacja topologiczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4. Reprezentacja metryczno-topologiczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Komórkowo-obiektowa reprezentacja sceny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1. Filtracja danych pochodza˛cych z dalmierza laserowego . . . . . . . . .
3.3.2. Wyodre˛bnienie obiektów, gdy dane pochodza˛ ze skanera LMS 200
3.4. Segmentacja danych za pomoca˛ transformacji Hougha . . . . . . . . . . . . . .
3.5. Modyfikacja transformacji Hougha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.1. Implementacja transformacji Hougha za pomoca˛ sieci komórkowej
3.5.2. Korekcja parametrów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.3. Określenie niepewności odczytów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.4. Wykrywanie okre˛gów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6. Określanie mapy cech w przypadku stosowania kamery dookólnej . . . . . .
3.7. Tworzenie mapy hybrydowej rastrowo-obiektowej . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.8. Tworzenie hybrydowej mapy 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9. Hybrydowa mapa obiektów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9.1. Zbieranie danych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9.2. Generowanie listy odcinków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9.3. Określenie równania płaszczyzny na podstawie listy odcinków . . .
3.10. Podsumowanie rozdziału . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
22
23
25
29
31
31
32
32
33
34
34
36
38
40
41
42
44
44
49
51
51
55
55
56
57
58
4. Określenie położenia robota mobilnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2. Wykorzystanie w procesie generowania cza˛stek wiedzy o otoczeniu . . . . . . . . . . 65
4.3. Podsumowanie rozdziału . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
144
Spis treści
5. Planowanie bezkolizyjnej trasy dla pojedynczego robota . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1. Metody grafowego planowania trasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2. Metody potencjałowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.3. Metody rastrowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.4. Metody odruchowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Dyfuzyjny algorytm planowania trasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Implementacja metody rozchodzenia sie˛ fali za pomoca˛ sieci komórkowej .
5.3.1. Określenie funkcji wyjścia komórki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2. Planowanie trasy z uwzgle˛dnieniem kryterium jakości podobszarów
5.3.3. Dyfuzyjna realizacja metody potencjałowej . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.4. Wiele punktów docelowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.5. Rozpoznawanie nieznanego otoczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.6. Planowanie trasy do obiektu o zadanych parametrach . . . . . . . . . .
5.3.7. Inspekcja wybranego fragmentu obszaru . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.8. Planowanie trasy w przypadku ograniczeń holonomicznych . . . . . .
5.3.9. Planowanie trasy w przypadku wa˛skich przejść . . . . . . . . . . . . . .
5.3.10. Dobór optymalnych parametrów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.11. Badania eksperymentalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Podsumowanie rozdziału . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
68
. 69
. 69
. 70
. 71
. 71
. 73
. 76
. 80
. 81
. 82
. 88
. 89
. 90
. 91
. 94
. 98
. 99
. 103
. 109
6. Zespoły robotów mobilnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Roboty da˛ża˛ do wspólnego celu niezależnie
Stado robotów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tworzenie formacji robotów . . . . . . . . . . .
Podsumowanie rozdziału . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
110
114
121
121
125
7. Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Summary. Generalized cellular network architecture for modeling the behavior of a mobile
robot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142