Údržba map pro dlouhodobou navigaci mobilních robotů

Abstract

Tato práce se zabývá metodami, které umožňují vytvářet a udržovat mapy pro dlouhodobou navigaci mobilních robotů v proměnlivém prostředí, které podléhá změnám světelných podmínek, počasí i procesům spojeným se střídáním ročních období. Hlavním problémem je práce s neurčitostí, jejíž akumulaci v mapě je nutné zabránit. Tato neurčitost vzniká z nepřesností senzorických dat nebo v důsledku přirozených procesů dynamického prostředí. V této práci je prezentována metoda adaptivního mapování, která je schopna integrovat do mapy nové informace, díky kterým se může přizpůsobovat okolí. Zároveň z ní také odebírá zastaralé či již nerelevantní informace, které kontaminují mapu a zhoršují výslednou spolehlivost lokalizace a robustnost navigace. Tato metoda je porovnána s dalšími typy map a na získaných datasetech je experimentálně ověřena a vyhodnocena v závislosti na kritériích souvisejících se změnou prostředí a chybou lokalizace.

The goal of this thesis is to maintain methods for creating and updating maps for long-term mobile robot navigation in the changing environment, which is affected by illumination, weather conditions and seasonal changes. The main problem is to cooperate with uncertainty, whose accumulation in the map is necessary to be prevented. This uncertainty arises in the inaccuracy of sensory data or as a result of natural processes of a dynamic environment. In this work, a method of adaptive mapping is presented, which is able to integrate new information into the map, thanks to which it is able to fit its surroundings. At the same time, it also removes obsolete or no more relevant information from the map, which contaminates and worsens the final reliability of localization and robustness of navigation. This method is compared with other types of map and it is experimentally verified on the gathered dataset and evaluated according to the criteria related to environmental changes and the error of localization.