Projekt autonomicznego robota inspekcyjnego

pol Article in Polish DOI:

Karol Majek *, Michał Pełka *, send Janusz Będkowski *, Maciej Cader **, Andrzej Masłowski * * Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Warszawska ** Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP w Warszawie

Download Article

Streszczenie

W artykule przedstawiono projekt autonomicznego robota inspekcyjnego. Ze względu na fakt, że komercyjne rozwiązania nie oferują satysfakcjonującej funkcjonalności w stosunkowo niskiej cenie zdecydowano się zaprojektować autonomicznego robota inspekcyjnego na bazie komercyjnej platformy wyposażonej w autorskie rozwiązanie laserowego systemu pomiarowego 3D. Projekt lasera 3D wykonano z wykorzystaniem technik szybkiego prototypowania metodą druku 3D. Autonomiczny robot mobilny nawigowany jest na podstawie systemu IMU (Inertial Measurement Unit) ze zintegrowanym GPS (Global Positioning System). Opracowane rozwiązanie dostarcza użytkownikowi danych w postaci map lokalnych 3D wraz z częściową analizą semantyczną (obliczanie wektorów normalnych dla chmury punktów metodą PCA Principal Component Analysis) w trybie on-line. Przeprowadzono eksperymenty weryfikujące poprawność działania systemu. W rezultacie powstało nowoczesne stanowisko badawcze, które może być wykorzystane do kolejnych badań z wykorzystaniem mobilnych systemów inspekcyjnych.

Słowa kluczowe

laserowy system pomiarowy 3D, PCA, robot inspekcyjny

Project of autonomous inspection robot

Abstract

In the article the project of autonomous inspection robot is shown. Instead of commercial applications, proposed approach with relatively lower prize offer satisfactory functionality. Proposed approach is based on State of the Art mobile platform equipped with developed 3D laser measurement system 3D. Laser 3D is developed based on Fused Deposition Modeling FDM technology. Autonomous mobile robot is using IMU (Inertial Measurement Unit) wit GPS (Global Positioning System) to navigate in outdoor environment. The approach offers 3D cloud of points augmented by normal vectors looking form user point of view. Normal vectors are computed using PCA (Principal Component Analysis) method in on-line fashion. The proof of concept was demonstrated based on the experiment in the real environment. As a result the modern research platform is developed, which can be used for further inspection systems' analysis.

Keywords

inspection robot, laser measurement system 3D, Principal Component Analysis

Bibliography

  1. Pellenz J., Lang D et al., Real-time 3d mapping of rough terrain: A field report from disaster city. „IEEE International Workshop on Safety Security and Rescue Robotics (SSRR)”, Bremen, Germany (2010).
  2. Elseberg, J., D. Borrmann et al., Efficient processing of large 3D point clouds, „XXIII International Symposium on Information, Communication and Automation Technologies (ICAT)”, Sarajevo, Bosnia (2011).
  3. http://www.3d-scanner.net/
  4. Będkowski J., Intelligent Mobile Assistant for Spatial Design Support, „Journal of Automation in Constrution”, 2012, DOI http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2012.09.009.
  5. Bedkowski J., Maslowski M., De Cubber G., Real time 3D localization and mapping for USAR robotic application, „Industrial Robot: An International Journal”, Vol. 39, No. 5, 2012.
  6. Surmann H., Worst R. et al., RoboCup Rescue - Robot League Team KURT3D, Rescue Robot League Competition RoboCup2004, New Orleans, Louisiana, USA (2004)
  7. Rusu R.B., Marton Z.C., Blodow N., Beetz M., Learning informative point classes for the acquisition of object model maps, [in:] „Proc. 10th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision ICARCV”, 2008, 643-650.