Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Data fusion for mobile robot navigation system

Andrzej Paluszek

Abstract

The thesis is focused on a possibility of preparing effective dead reckoning navigation system for 2-wheel mobile robot. Such a system uses a Kalman filter to perform a fusion of data obtained from accelerometers and odometers. The first part of this paper presents an introduction to the topic of data fusion. Different approaches to the navigational systems, with regard to sensors which were used, are shown. Then, the methods of data fusion are described, with a particular emphasis on the Kalman filter and its mathematical fundamentals. Afterwards, the purpose and the scope of the thesis are defined. The second part of the work describes assumptions and functions of prepared data fusion algorithm. The way of generating test data, initial measurement processing, and noises which affect the measurements are presented. Next, the tested system model in a state-space form is described as well as the way of performing the calculations. The third part shows the results of the tests. At the beginning, it focuses on the simple paths. Initial performance tests are conducted and possibility of using the model for more sophisticated paths is checked. Afterwards, the tests on the typical robot trajectories are performed. On their basis quality and quantity analysis of filtration are shown. At the end of the thesis conclusions and recommendations are presented.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Andrzej Paluszek (FPAE) Andrzej Paluszek,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Fuzja danych dla systemu nawigacji robota mobilnego
Supervisor
Marcin Żugaj (FPAE/IAAM) Marcin Żugaj,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
29-06-2016
Issue date (year)
2016
Pages
42
Internal identifier
MEL; PD-3776
Reviewers
Marcin Żugaj (FPAE/IAAM) Marcin Żugaj,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Janusz Narkiewicz (FPAE/IAAM) Janusz Narkiewicz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
roboty mobilne, robotyka, system nawigacji, filtr Kalmana
Keywords in English
mobile robots, robotics, navigation system, Kalman filter
Abstract in Polish
Niniejsza praca inżynierska skupia się zbadaniu możliwości skutecznego wykonania systemu nawigacji zliczeniowej dla dwukołowego robota mobilnego. System wykorzystuje filtr Kalmana do fuzji danych z czujników przyspieszeń i odometrów. W pierwszej części pracy przedstawiono wprowadzenie do zagadnienia fuzji danych. Przedstawiono podejścia do systemów nawigacji w zależności od użytych czujników. Ukazany jest także cel stosowania integracji. Następnie zaprezentowano metody fuzji danych ze szczególnym naciskiem na filtr Kalmana, dla którego omówiono matematyczne podstawy działania. Na koniec części pierwszej zaprezentowano cel i zakres pracy. Druga część pracy opisuje założenia i funkcje stworzonego algorytmu fuzji danych. Przedstawiony jest sposób generowania danych testowych, wstępnego przetwarzania pomiarów pochodzących z enkoderów znajdujących się na kołach robota i akcelerometrów, jak również ukazane są zaburzenia jakimi charakteryzują się pomiary. Następnie zaprezentowany jest model testowanego systemu przedstawiony w przestrzeni stanów i sposób przeprowadzania obliczeń. Trzecia część pracy przedstawia wyniki wykonanych obliczeń, skupiając się na początku na prostych przypadkach ruchu. Sprawdzana jest na nich możliwość zastosowania modelu do bardziej złożonych trajektorii i są one poddane wstępnym ocenom wydajnościowym. Następnie przeprowadzane są testy przygotowanego systemu na przykładzie typowych trajektorii robota. Na podstawie ich realizacji dokonywane są ilościowe i jakościowe oceny filtracji i prezentowane są spostrzeżenia i zalecenia dotyczące prezentowanego zagadnienia.
File
  • File: 1
    Paluszek_Andrzej_252126_praca_inzynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 12244

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTf6b752b6fead45ed9de6f07414feed87/
URN
urn:pw-repo:WUTf6b752b6fead45ed9de6f07414feed87

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page