SLAM ohne Sehenswürdigkeiten?

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Ist es zunächst möglich, eine Karte ohne Orientierungspunkte für einen Roboter in 2D zu erstellen? Nehmen wir an, wir haben einen Gang, der von zwei Wänden umgeben ist. Der Roboter bewegt sich in dieser Umgebung. Ist es nun möglich, ein solches SLAM-Problem zu erstellen? Oder müssen dafür Orientierungspunkte vorhanden sein?

CroCo
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Benötigen Sie wirklich sowohl Lokalisierung als auch Mapping? Die Antwort auf Ihre Frage hängt davon ab, welche Sensoren Sie verwenden. Wie Josh sagte, recherchieren Sie etwas mehr über Belegungsgitterkarten und funktionsbasierte Karten. Nehmen wir nun an, Sie haben ein LRF-Modul. Dann die Antwort auf die Frage "Ist es möglich, eine Karte ohne Orientierungspunkte für einen Roboter in 2D zu erstellen?" ist ja'.
Metsburg

Antworten:

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Ich denke, Sie verstehen falsch, was ein Wahrzeichen ist. Es ist ein allgemeiner Sammelbegriff für alles, was ein Roboter erkennen und als Teil einer Karte verwenden kann. Insbesondere sind "Orientierungspunkte" wichtig für funktionsbasierte SLAM-Algorithmen wie EKF-basierten Slam. Was Sie für "Orientierungspunkte" verwenden, hängt davon ab, welche Sensoren dem Roboter zur Verfügung stehen.

In Ihrem Fall gehen wir davon aus, dass der Roboter weiß, wann er auf ein Objekt trifft, da Sie keine Erfassung angegeben haben. Dann ist jedes "Wahrzeichen" einfach jedes Mal, wenn der Roboter gegen etwas stößt. Wenn Sie dies mit Stift und Papier tun, wandern Sie einfach herum und setzen jedes Mal ein X, wenn Sie etwas treffen. Drehen Sie sich dann um und wandern Sie weiter. Mit der Zeit haben Sie eine vernünftige Karte darüber, wo sich Objektgrenzen befinden und wie die Objektformen aussehen, solange alles statisch ist.

In diesem Fall kann die "Karte" nur eine Bitmap sein, wobei jedes Pixel 0 oder 1 ist, je nachdem, ob sich ein Objekt in diesem Raum befindet oder nicht. Die Skalierung hängt von der Anwendung ab.

Ich schlage vor, etwas mehr über diese Themen zu recherchieren:

  • Belegungsgitterdarstellung
  • Feature-basiertes Mapping
Josh Vander Hook
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Vielen Dank für Ihre Hilfe und Information. Ich bin trotzdem verwirrt. Kann ich im oben genannten Beispiel die Wände als Orientierungspunkte betrachten? Ich bin immer noch verwirrt, weil ich einige Videos gesehen habe, in denen es einige weiße Kreise gibt, die vom Roboter erkannt werden, um seinen Platz zu bestimmen. Was ist der Unterschied zwischen den weißen Kreisen und den Wänden?
CroCo
Ich weiß nicht, auf welche Videos du verweist. Aber die weißen Kreise sind Wahrzeichen, und die Wände sind nur Wände mit Landmarken. Denken Sie an das Wort "Markierung", es bedeutet nichts Besonderes, alles kann eine "Markierung" sein: Ein Türgriff markiert eine Tür, ein X markiert die Stelle usw. Orientierungspunkte sind nur Markierungen, die für die Zuordnung nützlich sind. Dies können Ecken sein (die von Lasern leicht erkannt werden) oder Farbkleckse (die von Kameras leicht erkannt werden). Der Begriff Landmark ist flexibel und wird von Ihnen, dem Algorithmus-Designer, festgelegt.
Josh Vander Hook
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Ich denke, es ist notwendig zu definieren, was ein Wahrzeichen tatsächlich ist. Die andere Antwort definiert sie nur als Marker und gibt einige Beispiele. Etwas formelleres und unverwechselbareres wäre das Folgende:

Orientierungspunkte sind Merkmale, die leicht wieder beobachtet und von der Umgebung unterschieden werden können. Sie werden vom Roboter verwendet, um herauszufinden, wo er sich befindet (um sich selbst zu lokalisieren).

Orientierungspunkte sollten leicht wieder zu beobachten sein. Einzelne Orientierungspunkte sollten voneinander unterscheidbar sein. Sehenswürdigkeiten sollten in der Umwelt reichlich vorhanden sein. Orientierungspunkte sollten stationär sein.

Dies würde beispielsweise ein einfaches Pixel als Orientierungspunkt ausschließen, da es in der realen Welt einem Objekt entspricht, das je nach Entfernung mehr oder weniger Pixel wird. Ein Blob wäre besser geeignet, da wir uns nur darauf verlassen, eine geschlossene Form einer bestimmten Farbe zu finden (wiederum mit einem gewissen Schwellenwert, da sich die Farben je nach Aufhellungsbedingungen und Winkel ändern). In der realen Welt wäre der Blob beispielsweise ein orangefarbener Aufkleber an der Wand.

JustSomeHelp
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Ich habe gerade eine ähnliche Frage gestellt und versucht, ein Papier zu finden, an das sich ein Mitarbeiter erinnert (ICRA? 2011? Nicht von Mudd oder dem Foxe-Papier). Ich würde @JustSomeHelp unterstützen - sie müssen unterscheidbar sein. Ein Stoßsensor allein hilft also nicht weiter, da Sie im Grunde genommen (in naiver Form) einen Orientierungspunkt haben, der immer wieder unterschiedliche Standorte erhält. Das wird schlecht enden.

Natürlich ist die geradlinige Annahme sehr hilfreich - es gibt ein 99er-Papier, das sich damit befasst. Ich habe jedoch noch keinen kanonischen Ansatz dafür gefunden

ZJ Butler, AA Rizzi und RL Hollis. Kontaktsensorbasierte Abdeckung von geradlinigen Umgebungen. In Proc. des IEEE International Symposium on Intelligent Control, 1999.

WD
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Wie bereits erwähnt, funktioniert dies nur in einer statischen Umgebung.
Josh Vander Hook