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Publicada porFaramundo De Toro Modificado hace 9 años
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Robótica Inteligente L. Enrique Sucar Marco López ITESM Cuernavaca
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Representación del Espacio Representación del espacio – mapas: –Descomposición espacial –Mapas Geométricos –Mapas topológicos Representación del robot – espacio de configuraciones
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Representación del espacio Una representación interna del espacio puede servir para al menos 3 objetivos: 1.Identificar el espacio libre 2.Reconocer regiones en el ambiente 3.Reconocer objetos en el ambiente
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Mapas Modelo del ambiente – generalemnte se representa el espacio libre y el espacio ocupado (obstáculos) mediante una representación geométrica: un mapa Tipos de mapas: –Mapas métricos Decomposición espacial Representaciones geométricas –Mapas topológicos
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Decomposición espacial Se representa el espacio libre y/o obstáculos directamente mediante una discretización. Dos formás básicas: decomposición y geométrico Decomposición: se representa mediante una discretización en un con junto de celdas básicas, por ejemplo: –Rejilla de ocupación espacial (occupancy grids)
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Ejemplo: mapas métricos
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Ejemplo Rejilla uniforme
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Ejemplo rejilla
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Otras decomposiciones espaciales Una desventaja de una rejilla uniforme es el alto número de elementos requerido para espacios grandes Otras alternativas: –Quadtree (árboles cuaternarios) –BSP (árboles de partición del espacio) –Decomposición exacta
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Ejemplo quadtree
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Ejemplo BSP
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Ejemplo exacto
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Mapa de Rejilla Probabilístico Cada celda tiene asociada una probabilidad de estar ocupada
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Fusión sensorial: simulación Ambiente simulado Mapa
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Fusión Sensorial: robot real
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Dibujo ideal de una casa Mapa construido
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Representaciones Geométricas Geométrico: se representa mediante figuras geométricas básicas en 2 ó 3 dimensiones. 2-D –Puntos –Líneas, polilíneas –Círculos –Poliedros (triángulos) –Splines
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Ejemplo triangulación
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Ejemplo Segmentos de línea
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Ejemplo Segmentos de línea
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Mapas Topológicos Se considera el ambiente como una serie de lugares y conexiones entre dichos lugares. Esto se puede considerar como un grafo: –Nodos: lugares –Arcos: conexiones Se le puede incorporar información métrica al grafo – longitud y orientación de los arcos
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Ejemplo: mapa topológico Grafo de conectividad entre “cuartos”
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Ejemplo: mapa topológico Grafo de conectividad entre “cuartos”
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Representación del robot Espacio de configuraciones Robot puntual
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Espacio de configuraciones Grados de libertad: –Se refiere a los posibles movimientos de un robot (X,Y,Z y rotaciones) –Para manipuladores, cada articulación provee un grado de libertad (se requieren 6 para ubicar un manipulador en cualquier posición y orientación) Robots móviles: –Movimiento en el plano X-Y y rotación
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Configuración de un robot La configuración de un robot se refiere a la posición de sus todas articulaciones que definen su estado en el espacio 11 22
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Espacio de configuraciones Espacio “n”-dimensional donde se ubica cada grado de libertad del robot – el robot (orgáno terminal) se puede ver como un punto en este espacio 11 22
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Espacio de configuraciones Ejemplos: –Robot Scout: X, Y, 1 –Robot Nomad: X,Y, 1, 2 Para un robot móvil, la configuración del robot está dada por su posición X-Y y su orientación
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Espacio de configuraciones: robot móvil 11 Y X
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Ejemplo: espacio de configuraciones, de obstáculos y espacio libre 11 22
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Robot puntual Considerando un robot cilíndrico, el espacio de obstáculos / libre se puede visualizar en 2-D “extendiendo” los obstáculos por el diametro del robot
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Espacio para robots móviles El robot se puede ver como un punto en este espacio lo que facilita la planficación de para navegación
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Ejemplo de espacio de configuraciones
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Referencias [Kortenkamp et. al] – Parte III [Russell y Norvig] – Cap 25 [Dodek y Jenkin] – Cap 5
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Examen Parcial # 2 Demostración de Prototipo por equipos en el laboratorio Entregar reporte que integre el trabajo realizado a la fecha: –Diseño mecánico –Configuración sensorial (e interfaces) –Arquitectura y especificación de software –Programación
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