Vision Based Autonomous Robot Navigation: Algorithms and Implementations

این تک نگاری به تئوری و توسعه ناوبری مستقل ربات های متحرک با استفاده از مکانیزم حسگر مبتنی بر بینایی کامپیوتری اختصاص دارد. سیستم‌های ناوبری ربات مرسوم، با استفاده از حسگرهای سنتی مانند مافوق صوت، مادون قرمز، GPS، حسگرهای لیزری و غیره، دارای معایب متعددی هستند که مربوط به محدودیت‌های فیزیکی سنسور یا هزینه بالایی است. حسگر بینایی به عنوان یک جایگزین محبوب ظاهر شده است که در آن می توان از دوربین ها برای کاهش هزینه کلی، حفظ درجه بالایی از هوش، انعطاف پذیری و استحکام استفاده کرد.

این کتاب شامل توضیحات مفصلی است چندین رویکرد جدید برای الگوریتم های ناوبری مستقل مبتنی بر دید واقعی و SLAM. این مفهوم را ارائه می دهد که چگونه ناوبری مبتنی بر هدف فرعی می تواند با استفاده از سنجش بینایی انجام شود. مفهوم توسعه ربات‌های مبتنی بر دید برای ردیابی مسیر/خط با استفاده از منطق فازی ارائه شده است، و همچنین نحوه توسعه بومی یک ربات کم‌هزینه در آزمایشگاه با سیستم‌های حسگر مبتنی بر میکروکنترلر ارائه شده است. این کتاب اجرای موفقیت‌آمیز ادغام تجهیزات جانبی خارجی کم‌هزینه را با ربات‌های خارج از قفسه توصیف می‌کند. نکته مهم این کتاب این است که یک نمونه دقیق و گام به گام نشان می دهد که چگونه ماژول های ناوبری مبتنی بر دید را می توان در زندگی واقعی، تحت محیط ویندوز 32 بیتی پیاده سازی کرد. این کتاب همچنین مفهوم اجرای SLAM مبتنی بر دید را با استفاده از یک سیستم مبتنی بر دو دوربین مورد بحث قرار می‌دهد.

This monograph is devoted to the theory and development of autonomous navigation of mobile robots using computer vision based sensing mechanism. The conventional robot navigation systems, utilizing traditional sensors like ultrasonic, IR, GPS, laser sensors etc., suffer several drawbacks related to either the physical limitations of the sensor or incur high cost. Vision sensing has emerged as a popular alternative where cameras can be used to reduce the overall cost, maintaining high degree of intelligence, flexibility and robustness.

This book includes a detailed description of several new approaches for real life vision based autonomous navigation algorithms and SLAM. It presents the concept of how subgoal based goal-driven navigation can be carried out using vision sensing. The development concept of vision based robots for path/line tracking using fuzzy logic is presented, as well as how a low-cost robot can be indigenously developed in the laboratory with microcontroller based sensor systems. The book describes successful implementation of integration of low-cost, external peripherals, with off-the-shelf procured robots. An important highlight of the book is that it presents a detailed, step-by-step sample demonstration of how vision-based navigation modules can be actually implemented in real life, under 32-bit Windows environment. The book also discusses the concept of implementing vision based SLAM employing a two camera based system.