Skip to content

Pianificazione del percorso di un ROVER in ambiente non strutturato mediante laser scanner

Informazioni tesi

  Autore: Mauro Bellone
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi di Lecce
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'automazione
  Relatore: Giulio Reina
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 155

All’alba del nuovo millennio la robotica è sottoposta alle maggiori trasformazioni grazie all’avvento di tecnologie che stanno consentendo l’integrazione della percezione all’interno delle macchine create dall’uomo. La ricerca in questi settori è vasta e fortemente attiva, armonizzando tra loro discipline differenti, tra le quali informatica, ingegneria elettrica ed elettronica, matematica, ingegneria meccanica e progettazione. La robotica mobile è un importante settore della robotica. Pur condividendo alcuni aspetti e problemi con altri tipi di robot, come i manipolatori industriali, i robot mobili presentano importanti problematiche relative al movimento e allo svolgimento di azioni nel mondo reale.
I robot manipolatori industriali, ampiamente diffusi nelle industrie di ogni genere, oltre ad essere stazionari, lavorano in ambienti controllati e ben strutturati. Questi ambienti sono progettati specificatamente per i robot; quasi tutto ciò che accade in tali ambienti è una diretta conseguenza delle loro azioni e, sia nella struttura dell’ambiente, sia nelle azioni che essi devono compiere, sono permesse solo piccolissime variazioni.
La complessità di un sistema robotico aumenta notevolmente non appena sorge la necessità che i robot siano in qualche modo intelligenti. È necessario acquisire concetti e tecniche da altri campi, quali l’intelligenza artificiale, le scienze cognitive, la psicologia e l’etologia, cioè lo studio del comportamento degli esseri viventi in relazione al loro ambiente di vita.
Lo scopo di questa tesi è lo studio della pianificazione del moto di un robot mobile destinato ad applicazioni in ambienti non strutturati, considerando, in particolare, un rover per l’esplorazione spaziale. Il veicolo riceve informazioni dal mondo circostante mediante uno scanner laser 2D a basso costo, che fornisce una misura della distanza con gli oggetti nell’ambiente circostante. Il robot deve essere in grado di “vedere” gli ostacoli presenti lungo il suo percorso e scegliere la traiettoria che minimizza il rischio di collisione, intrappolamento o instabilità al ribaltamento.
Tra i diversi componenti di un rover quello di maggior interesse in questa tesi è il Laser Range Finder URG 04-LX della Hokuyo (Japan), o meglio le informazioni acquisite da tale laser, che verranno utilizzate per la generazione di un percorso in un ambiente semi-strutturato tramite una mappa di elevazione. Il Laser Range Finder (LRF) è utilizzato in numerose applicazioni per la rilevazione di ostacoli. Le informazioni acquisite mediante il laser sono indispensabili per la creazione di una mappa dell’ambiente circostante, la “Digital Elevation Map (DEM)”, e per la generazione della “Terrain Traversability map” in seguito all’analisi di percorribilità del terreno. In base a tali mappe si può trovare un percorso ammissibile che permetta al robot di muoversi senza impedimenti. Un aspetto molto importante da considerare è la valutazione del tipo di ostacolo, infatti, un ostacolo basso, come un gradino, può essere considerato analogo all’irregolarità del terreno e può essere attraversato, mentre un oggetto lungo il percorso non può essere attraversato ed il rover dovrà necessariamente circumnavigarlo. L’abilità di comprendere quando un ostacolo può essere superato o deve essere circumnavigato in ambienti non pavimentati va sotto il nome di “obstacle negotiation”, nel caso di ambienti pavimentati è nota anche come “obstacle avoidance”.
Il metodo di pianificazione sviluppato in questo lavoro si basa sulla rappresentazione del terreno mediante un grafo e su esso calcola il percorso che minimizza un determinato funzionale di costo che tiene in se informazioni sulla lunghezza, l’irregolarità o l’inclinazione del terreno.
Nel lavoro di tesi verranno esposti i risultati sperimentali dell’algoritmo di pianificazione sviluppato. Esito positivo è stato ottenuto sulle prove in ambiente strutturato; il robot calcola un percorso ammissibile che eviti l’ostacolo e si porti dal lato opposto del suo raggio d’azione.
L’algoritmo sviluppato in questo lavoro di tesi è stato ulteriormente testato ed integrato presso il laboratorio di robotica spaziale della Tohoku University (Sendai–Japan) utilizzando il rover El-Dorado2. Il rover disponibile nel laboratorio di robotica spaziale è provvisto del LRF UTM-30LX più accurato e con un ampio range di misura rispetto a quello di cui è equipaggiato Dune. L’integrazione effettuata nel software di controllo riguarda la ricerca di punti nascosti (occluded points) all’interno della DEM, infatti, esistono punti, all’interno dello spazio visibile dal rover, raggiungibili ma non visibili.
Il lavoro sui rover resta comunque aperto ad una miriade di sviluppi futuri che può portare i robot di questa categoria ad essere completamente autonomi ed affidabili. È necessario, infatti, rendere più veloci gli algoritmi di riconoscimento dello spazio 3D al fine di un’applicazione on-line degli algoritmi di path planning.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
Capitolo 1 Rover overview 1.1 Premessa La robotica mobile negli ultimi anni ha fatto passi da gigante in una miriade di settori, dall’esplorazione spaziale ai sistemi robotizzati di guida di veicoli su strada, fino alla creazione, in Giappone, di veri e propri automi per l’assistenza di malati o il servizio al tavolo. La chiave di volta di tutto ciò è la percezione, solo il perfetto controllo delle informazioni percepite dalle macchine, che devono essere utilizzate per compiere un lavoro specifico, può portare reale innovazione nel campo della robotica. In questo capitolo si cerca di dare una visione generale sui robot, storia, motivi reali del loro utilizzo, tecnologie solide e tecnologie in via di sviluppo. Si tratta di una materia così vasta che si sfocia spesso nella pura fantascienza, ma si resta affascinati dalle reali potenzialità di queste macchine progettate da mente umana. Per comprenderle al meglio si pensi all’esplorazione spaziale degli ultimi anni e il contributo che i rover hanno dato alla conoscenza del pianeta Marte in vista di una possibile missione umana. Sull’ostile suolo marziano sono stati mandati, infatti, diversi rover che hanno contribuito con foto ed analisi del terreno ad approfondire la nostra conoscenza del pianeta rosso; “Spirit” di cui si parlerà meglio nelle prossime pagine da 5 anni è operativo sul suolo marziano, nonostante gli sbalzi di

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario, bollettino postale.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l'Utente volesse pubblicare o citare una tesi presente nel database del sito www.tesionline.it deve ottenere autorizzazione scritta dall'Autore della tesi stessa, il quale è unico detentore dei diritti.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
  • L'Utente è a conoscenza che l'importo da lui pagato per la consultazione integrale della tesi prescelta è ripartito, a partire dalla seconda consultazione assoluta nell'anno in corso, al 50% tra l'Autore/i della tesi e Tesionline Srl, la società titolare del sito www.tesionline.it.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Scopri come funziona

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

robot
rover
laser scanner
robotica mobile
laser range finder
path planning
unstructured environment
mobile robot
planetary rover

Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi