Simulation of Lidar-Based Robot Detection Task using ROS and Gazebo

Authors : Zahir YILMAZ, Levent BAYINDIR

Pages : 513-529

Doi:10.31590/ejosat.642840

View : 46 | Download : 16

Publication Date : 2019-10-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Son birkaç on yılda, robotik dünyası, kişisel asistan robotlardan çoklu robotik ve akıllı sürü sistemlerine kadar her seviyede büyük ilerleme gördü. Simülasyon platformları, yeni stratejiler ve algoritmalar geliştirme ve test etme döngüleri sırasında sağladıkları verimlilik, esneklik ve hata toleransı nedeniyle bu gelişmede kritik bir rol oynamaktadır. Bu makalede, Robot İşletim Sistemi'ni (ROS) kullanarak 2D lazerli telemetre ile donatılmış yeni bir mobil robot modelliyoruz ve bu robot modelini Gazebo simülasyon ortamında bir robot algılama yöntemi geliştirmek için kullanıyoruz. Çevredeki nesneleri algılamak ve robotları bu nesnelerden ayırt etmek (kin algılama), çoklu robot ve sürü robotik uygulamalarda çok önemlidir. Bu makalede, robot algılama görevini yerine getirmek için Lidar kullanılarak aşağıdaki adımları uygulamaktadır: (1) lazer verilerinin elde edilmesi ve ön işleme, (2) nokta-mesafeye dayalı segmentasyon yöntemini kullanarak verinin segmentlere ayrılması, (3) iki filtreleme seviyesi uygulayarak segmentlerin sınıflandırılması: her bölüm için özellikler kullanarak belirli bir boyuta (Lidar boyutu) uymayan bölümleri ortadan kaldırmayı amaçlayan bölüm çapına göre filtreleme yapmak, kalan parçaları Lidar'ın şekline uyup uymadığını (bilinen yarıçapı olan bir daire) test etmek için segment şekline göre filtreleme ve (4) gözlemci robota göre komşu robotun pozisyonunu tanımlar. Deneyler bölümünde iki farklı senaryo ele alınmıştır. İlk senaryoda, bir robotun yanı sıra, robotun Lidar'ından farklı yarıçapa sahip birçok silindirik nesne kullanılmış ve bu nedenle nesneler, ikinci bir karmaşık işlem olabilecek ikinci filtreyi kullanmadan, ilk filtreleme düzeyinde robottan ayrılmıştır. İkinci senaryoda, benzer yarıçapa sahip çeşitli nesneler kullanıldı ve Lidar ile nesneler arasındaki yarıçaptaki benzerlik nedeniyle, kin robotları tespit etmek için tüm yöntemin adımlarını uygulamak gerekliydi. Deneylerden, sonuçların doğruluğunun iki ana faktöre bağlı olduğu gözlenmiştir: gözlemci robotu ile diğer nesneler veya robotlar arasındaki mesafe ve Lidar ölçümlerindeki gürültü miktarı.
Keywords : Robot tespiti, Soydaş tespiti, Lidar, ROS, Gazebo, Robotik

ORIGINAL ARTICLE URL