Autonomous Obstacle Crossing Strategies for the Hybrid Legged/Wheeled Robot CENTAURO
Informazioni sul documento
| Autore | Alessio De Luca |
| Scuola | University of Genova |
| Specialità | Robotics Engineering |
| Anno di pubblicazione | 2020 |
| Luogo | Genova |
| Tipo di documento | thesis |
| Lingua | English |
| Numero di pagine | 97 |
| Formato | |
| Dimensione | 14.34 MB |
- Robotics
- Autonomous Systems
- Obstacle Crossing Strategies
Riassunto
I. Introduzione
L'argomento principale di questo documento è l'analisi delle strategie autonome di attraversamento degli ostacoli per il robot ibrido CENTAURO. Questo robot combina caratteristiche di robot a ruote e robot a zampe, permettendo una maggiore versatilità in ambienti complessi. La ricerca si concentra sull'importanza della percezione ambientale, che consente al robot di identificare e superare ostacoli. L'uso di tecnologie avanzate come il 3D LiDAR e la Point Cloud Library (PCL) è fondamentale per il funzionamento del sistema di percezione. Queste tecnologie forniscono algoritmi all'avanguardia per la filtrazione e la segmentazione dei dati, essenziali per la navigazione autonoma. La capacità di un robot di interagire con il suo ambiente è cruciale per applicazioni in scenari pericolosi, come le aree parzialmente distrutte.
1.1 Formulazione del Problema
La formulazione del problema si basa sulla necessità di sviluppare un robot in grado di affrontare ostacoli di diverse dimensioni. La ricerca si propone di analizzare come il robot CENTAURO possa superare ostacoli attraverso due modalità principali: salto e passaggio. La sfida principale è garantire che il robot mantenga la stabilità durante queste manovre. La segmentazione verticale e orizzontale delle superfici è essenziale per identificare le caratteristiche dell'ambiente e per pianificare le azioni del robot. La capacità di adattare la lunghezza del passo in base alle dimensioni dell'ostacolo è un aspetto innovativo di questo progetto.
II. Lavori Correlati
Il capitolo sui lavori correlati esamina le ricerche precedenti nel campo della robotica, in particolare quelle relative al DARPA Robotics Challenge. Questo evento ha stimolato lo sviluppo di robot in grado di operare in situazioni di emergenza. La letteratura esistente evidenzia l'importanza della localizzazione e della controllo del movimento per i robot ibridi. Le tecniche di segmentazione e clustering sono state ampiamente studiate, ma l'applicazione di queste tecnologie nel contesto del robot CENTAURO rappresenta un passo avanti significativo. La combinazione di robot a ruote e a zampe offre vantaggi unici, consentendo al robot di navigare in ambienti complessi e di superare ostacoli in modo più efficace.
2.1 Percezione e Controllo
La percezione è un elemento chiave per il successo del robot CENTAURO. L'implementazione di algoritmi di filtrazione e segmentazione consente al robot di interpretare correttamente l'ambiente circostante. L'uso di tecnologie come il Velodyne Puck per la raccolta di dati 3D è fondamentale per la creazione di una mappa dettagliata dell'area. La capacità di identificare e classificare gli ostacoli in tempo reale è cruciale per la navigazione autonoma. Inoltre, il controllo del movimento deve essere adattabile e reattivo, permettendo al robot di affrontare situazioni impreviste.
III. Risultati e Applicazioni
I risultati ottenuti dal progetto mostrano che il robot CENTAURO è in grado di superare ostacoli di diverse dimensioni con successo. Le simulazioni iniziali nel software Gazebo hanno fornito dati preziosi per ottimizzare le strategie di attraversamento. I test reali hanno confermato l'efficacia delle tecniche sviluppate. L'analisi della stabilità e del controllo del movimento ha dimostrato che il robot può mantenere l'equilibrio anche in situazioni difficili. Le applicazioni pratiche di questo lavoro sono molteplici, inclusi scenari di soccorso e assistenza in ambienti pericolosi. La capacità di un robot di operare in modo autonomo in tali contesti rappresenta un significativo passo avanti nella robotica.
3.1 Futuri Sviluppi
Le prospettive future per il robot CENTAURO includono l'integrazione di ulteriori sensori e algoritmi per migliorare la percezione e il controllo. L'implementazione di tecnologie di apprendimento automatico potrebbe consentire al robot di adattarsi meglio a nuovi ambienti e situazioni. Inoltre, la ricerca potrebbe espandersi per includere interazioni più complesse con gli esseri umani e altri robot. La continua evoluzione delle tecnologie di robotica e intelligenza artificiale promette di ampliare ulteriormente le capacità del robot CENTAURO.
Riferimento del documento
- DARPA Robotics Challenge
- Point Cloud Library
- Statistical Outlier Removal
- Polynomial Interpolation
- Force Estimator