Diplomová práce je věnovaná demonstraci fungování lokalizace robota ve zmapovaném terénu pomocí lokalizační metody Částicový filtr. Robot je sestaven ze stavebnice LEGO Mindstorms Education, který po umístění do zmapovaného terénu určí svou polohu. V první polovině se práce zabývá teoretickým fungováním lokalizačních technik, které se používají pro lokalizaci v mobilní robotice. Druhá polovina práce se zabývá sestavením a oživením robota. Na takto oživeném robotovi je poté popsán způsob použití Částicového filtru.
Anotace v angličtině
The thesis is focused on the demonstration of robot's localization in mapped terrain using the method of Particle Filtering. Robot is constructed of LEGO Mindstorms Education kit and is able to determine its position when is placed into mapped field. In the first part of the thesis, there are described the techniques of positioning which are used for the localization in mobile robotics. The second part describes the construction plan of the robot and robot control. The robot is then used for the localization using Particle Filtering.
Diplomová práce je věnovaná demonstraci fungování lokalizace robota ve zmapovaném terénu pomocí lokalizační metody Částicový filtr. Robot je sestaven ze stavebnice LEGO Mindstorms Education, který po umístění do zmapovaného terénu určí svou polohu. V první polovině se práce zabývá teoretickým fungováním lokalizačních technik, které se používají pro lokalizaci v mobilní robotice. Druhá polovina práce se zabývá sestavením a oživením robota. Na takto oživeném robotovi je poté popsán způsob použití Částicového filtru.
Anotace v angličtině
The thesis is focused on the demonstration of robot's localization in mapped terrain using the method of Particle Filtering. Robot is constructed of LEGO Mindstorms Education kit and is able to determine its position when is placed into mapped field. In the first part of the thesis, there are described the techniques of positioning which are used for the localization in mobile robotics. The second part describes the construction plan of the robot and robot control. The robot is then used for the localization using Particle Filtering.
Cílem diplomové práce je sestavit ze stavebnice Lego Mindstorms Education originální mobilní robot schopný autonomního pohybu ve členitém prostředí (prostředí je tvořeno průchody a nepřekonatelnými překážkami). Úkolem robotu je lokalizovat svou polohu na základě znalosti mapy okolí a informací z čidel (ultrazvukové čidlo vzdálenosti, dotyková čidla, kompas, ...). Komunikace mezi robotem a operátorskou stanicí bude probíhat pomocí bluetooth.
Rešeršní část práce bude obsahovat rozbor problému, definici učebnicových příkladů (globální lokalizace, unesený robot, ...), seznam a stručný popis možných přístupů k řešení (částicový filtr, Kalmanův estimátor, ...) a především detailní teoretický rozbor zvoleného způsobu řešení upravený pro konkrétní řešení zadaného problému.
Praktická část práce sestává z návrhu originálního robotu ve tvaru optimálním vzhledem k řešení problému, jeho oživení, zajištění komunikace mezi robotem a operátorem a zejména implementace vybraného upraveného algoritmu pro lokalizaci robotu.
Operační systém robotu bude Lejos, operační systém operátorské stanice bude Android, veškerý programový kód bude psán v Javě, popř. její modifikaci NXJ. Práce bude obsahovat přehlednou uživatelskou příručku pro práci se všemi vytvořenými aplikacemi.
Práce bude vypracována podle interních pokynů Fakulty elektrotechniky a informatiky v souladu s normami ČSN ISO 7144 a ČSN ISO 690.
Zásady pro vypracování
Cílem diplomové práce je sestavit ze stavebnice Lego Mindstorms Education originální mobilní robot schopný autonomního pohybu ve členitém prostředí (prostředí je tvořeno průchody a nepřekonatelnými překážkami). Úkolem robotu je lokalizovat svou polohu na základě znalosti mapy okolí a informací z čidel (ultrazvukové čidlo vzdálenosti, dotyková čidla, kompas, ...). Komunikace mezi robotem a operátorskou stanicí bude probíhat pomocí bluetooth.
Rešeršní část práce bude obsahovat rozbor problému, definici učebnicových příkladů (globální lokalizace, unesený robot, ...), seznam a stručný popis možných přístupů k řešení (částicový filtr, Kalmanův estimátor, ...) a především detailní teoretický rozbor zvoleného způsobu řešení upravený pro konkrétní řešení zadaného problému.
Praktická část práce sestává z návrhu originálního robotu ve tvaru optimálním vzhledem k řešení problému, jeho oživení, zajištění komunikace mezi robotem a operátorem a zejména implementace vybraného upraveného algoritmu pro lokalizaci robotu.
Operační systém robotu bude Lejos, operační systém operátorské stanice bude Android, veškerý programový kód bude psán v Javě, popř. její modifikaci NXJ. Práce bude obsahovat přehlednou uživatelskou příručku pro práci se všemi vytvořenými aplikacemi.
Práce bude vypracována podle interních pokynů Fakulty elektrotechniky a informatiky v souladu s normami ČSN ISO 7144 a ČSN ISO 690.
Seznam doporučené literatury
[1] BORENSTEIN, J; EVERETT, H. R.; FENG, L. Where Am I? Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning. University of Michigan, 1996.
[2] THUN, S. Particle Filters in Robotics. In Proceedings of Uncertainty in AI, 2002.
[3] Lejos. [online]. [cit. 2012-09-21]. Dostupné z: http://lejos.sourceforge.net/.
Seznam doporučené literatury
[1] BORENSTEIN, J; EVERETT, H. R.; FENG, L. Where Am I? Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning. University of Michigan, 1996.
[2] THUN, S. Particle Filters in Robotics. In Proceedings of Uncertainty in AI, 2002.
[3] Lejos. [online]. [cit. 2012-09-21]. Dostupné z: http://lejos.sourceforge.net/.
Přílohy volně vložené
1 CD-ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomová práce se zabývá návrhem mobilního robotu vhodného pro testování lokalizačních algoritmů a dále implementací lokalizace pomocí částicového filtru. Cíl diplomové práce byl splněn. Diplomant k úkolu přistupoval iniciativně a samostatně a prokázal schopnosti řešit komplexní úkoly zahrnující tvůrčí práci po softwarové i hardwarové stránce. Student zodpověděl otázky vedoucího práce. Tato diplomová práce byla členy komise navržena v souladu s článkem 2, odstavcem 3, písm. g) Stipendijního řádu Univerzity Pardubice - soutěž o Studentskou cenu děkana za vynikající úroveň diplomové práce a za vynikající studijní výsledky v průběhu celého studia, pro studenty posledních ročníků navazujících magisterských studijních programů realizovaných FEI.