Алгоритми локалізації та навігації рухомих об’єктів в закритих приміщеннях

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЖук, Сергій Якович
dc.contributor.authorЮрченко, Олександр Анатолійович
dc.date.accessioned2025-12-16T09:52:44Z
dc.date.available2025-12-16T09:52:44Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractНа сьогоднішній день багато галузей використовують автономних роботів для виконання різноманітних завдань без втручання оператора. Ключовою складовою успішного застосування автономних роботів є ефективні алгоритми локалізації та навігації, які дозволяють їм орієнтуватися у просторі, уникати перешкод та точно виконувати поставлені завдання. У відкритих середовищах ця задача ефективно вирішується за допомогою глобальних навігаційних супутникових систем (GNSS), таких як GPS або Galileo. Проте, в умовах закритих приміщень на складах, у виробничих цехах, лікарнях або житлових будинках - використання таких систем стає неможливим через слабкий або повністю відсутній супутниковий сигнал, складну геометрію приміщень та наявність численних динамічних перешкод. Забезпечення точної навігації в таких умовах стає критично важливим, особливо коли мова йде про завдання, що потребують високої точності позиціонування, як-от переміщення роботів вузькими проходами або робота в приміщеннях з працівниками. Навіть незначна помилка в навігації може спричинити пошкодження товару, приміщення або травмування персоналу. У дисертаційній роботі розроблено алгоритм локалізації та навігації мобільних платформ у закритих приміщеннях, який ґрунтується на комплексування інформації з різних сенсорів. Мета дисертаційної роботи: підвищення точності локалізації та навігації мобільних об’єктів в умовах закритих приміщень методами комплексування навігаційної інформації, отриманої з різних джерел первинних даних. Об’єкт дослідження: локалізація та навігація рухомих об’єктів в закритих приміщення з використанням різнорідних сенсорів. Предмет дослідження: методи визначення навігаційних параметрів в закритих приміщеннях з використанням різнорідних сенсорів. Практичне значення одержаних результатів: 1. Розроблений алгоритм забезпечує підвищену точність визначення просторового положення та переміщення мобільних об’єктів у закритих приміщеннях, де використання традиційних GPS-технологій є неможливим або обмеженим. 2. Алгоритм може ефективно застосовуватись на мобільних роботизованих платформах, що функціонують у складських приміщеннях, виробничих комплексах, логістичних центрах та інших закритих середовищах, де потрібна автономна навігація та точна локалізація об’єктів. 3. Алгоритм підтримує інтеграцію необмеженої кількості сенсорів, зокрема систем LIDAR, енкодерів коліс та IMU, що забезпечує можливість адаптації до конкретних умов експлуатації та задач, які стоять перед системою. 4. Алгоритм відзначається низькими вимогами до обчислювальних ресурсів, що дозволяє реалізувати його на доступних та енергоефективних апаратних платформах, таких як Raspberry Pi, Odroid XU4, Asus Tinker Board та інших мікрокомп’ютерах. Це відкриває можливості для широкого практичного впровадження у мобільну робототехніку, зокрема в бюджетні автономні рішення для малого та середнього бізнесу.
dc.description.abstractotherNowadays, many industries utilize autonomous robots to perform various tasks without operator intervention. A key component of the successful application of autonomous robots is effective localization and navigation algorithms that allow them to navigate the environment, avoid obstacles, and accurately perform assigned tasks. In open environments, this problem is efficiently solved using global navigation satellite systems (GNSS), such as GPS or Galileo. However, in enclosed environments, such as warehouses, production facilities, hospitals, or residential buildings, the use of such systems becomes impossible due to weak or completely absent satellite signals, complex room geometry, and the presence of numerous dynamic obstacles. Ensuring accurate navigation in such conditions becomes critically important, especially for tasks that require high-precision positioning, such as moving robots through narrow passages or operating in environments with human presence. Even a slight navigation error can lead to damage to goods, facilities, or injury to personnel. In this dissertation, an algorithm for the localization and navigation of mobile platforms in enclosed spaces is developed, which is based on the integration of information from various sensors. Aim of the thesis: To formulate an algorithm for improving the accuracy of localization and navigation of mobile objects in indoor environments through the fusion of navigational data obtained from various primary data sources. The object of research: Localization and navigation of moving objects in indoor environments using various sensors. The practical significance of obtained results: 1. The developed algorithm enhanced accuracy in determining the spatial position and movement of mobile objects in indoor environments where traditional GPS technologies are either unavailable or limited. 2. The algorithm can be effectively applied to mobile robotic platforms operating in warehouses, industrial facilities, logistics centers, and other indoor settings that require autonomous navigation and precise object localization. 3. It supports the integration of an unlimited number of sensors, including LIDAR systems, wheel encoders, accelerometers, gyroscopes, and cameras, offering adaptability to specific operating conditions and task requirements. 4. The algorithm features low computational demands, enabling its implementation on accessible and energy-efficient hardware platforms such as Raspberry Pi, Odroid XU4, Asus Tinker Board, and other microcomputers. This opens up possibilities for broad practical deployment in mobile robotics, particularly in budget-friendly autonomous solutions for small and medium-sized businesses.
dc.format.extent96 с.
dc.identifier.citationЮрченко, О. А. Алгоритми локалізації та навігації рухомих об’єктів в закритих приміщеннях : магістерська дис. : 172 Електронні комунікації та радіотехніка / Юрченко Олександр Анатолійович. - Київ, 2025. - 96 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/77730
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectлокалізація
dc.subjectфільтр Калмана
dc.subjectнавігація
dc.subjectSLAM
dc.subjectlocalization
dc.subjectnavigation
dc.subjectautomation
dc.subjectmobile objects
dc.subjectSLAM
dc.subjectKalman filter
dc.subjectparticle filter
dc.subject.udc004.421.4
dc.titleАлгоритми локалізації та навігації рухомих об’єктів в закритих приміщеннях
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Yurchenko_magistr.pdf
Розмір:
12.82 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (РТС)
Магістерські роботи