mobile robot's map reconstruction based on dsmt and fast-hough self-localization
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7/26/2019 Mobile Robot's Map Reconstruction Based on DSmT and Fast-Hough Self-Localization
http://slidepdf.com/reader/full/mobile-robots-map-reconstruction-based-on-dsmt-and-fast-hough-self-localization 1/6
P r o c e e d i n g s o f
t h e 2 0 0 7 I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e
o n
I n f o r m a t i o n
A c q u i s i t i o n
J u l y
9 - 1 1 ,
2 0 0 7 , J e j u C i t y ,
K o r e a
M o b i l e R o b o t ' s
Map
R e c o n s t r u c t i o n B a s e d
o n
DSmT
a n d
F a s t - H o u g h S e l f - L o c a l i z a t i o n
X i n h a n H u a n g , X i n d e L i ,
Zuyu
Wu,
Min
Wang
D e p a r t m e n t o f
C o n t r o l S c i e n c e
a n d
E n g i n e e r i n g , H u a z h o n g U n i v e r s i t y
o f
S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
Wuhan
4 3 0 0 7 4 ,
C h i n a
x h h u a n g g m a i l . h u s t . e d u . c n
A b s t r a c t
-
T h i s p a p e r
p r e s e n t s
a
n e w
t o o l b a s e d
o n DSmT
o v e r c o m e t h e
s h o r t c o m i n g o f D S T [ l 0 ] [ l
1 ] ,
i t s p r e c i s i o n s t i l l
( D e z e r t - S m a r a n d a c h e T h e o r y ) a n d
f a s t - H o u g h
s e l f - l o c a l i z a t i o n n e e d t o b e i m p r o v e d f u r t h e r ,
s i n c e i t d i d n ' t
c o n s i d e r
w h i c h i s
a p p l i e d
t o
a u t o n o m o u s
m o b i l e
r o b o t ' s
m a p
r e d i s t r i b u t i n g t h e
c o n f l i c t i n g m a s s
w i t h
PCR r u l e [ 1 2 ] o r
r e c o n s t r u c t i o n . U n c e r t a i n t y
f r o m s o n a r i n f o r m a t i o n i s
f u s e d a n d
o t h e r
r u l e s ,
a n d e v e n d i d n ' t
y e t c o n s i d e r
t h e
s e l f l o c a l i z a t i o n .
managed i n
r e b u i l d i n g g r i d
ma p e f f e c t i v e l y
w i t h
DSmT,
s i n c e
I n
t h i s
p a p e r
we
g i v e
a f u r t h e r r e s e a r c h on
map
r e c o n s t r u c t i o n
f a s t - H o u g h
s e l f - l o c a l i z a t i o n f r o m l a s e r i n f o r m a t i o n o v e r c o m e s
s o m e
s h o r t c o m i n g s
o f c l a s s i c a l
H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n
i n c l u d i n g
b a s e d
o n
DSmT
i . e .
DSmC
a n d PCR5 r u l e s )
a n d
F a s t - H o u g h
h i g h a m o u n t
o f c o m p u t a t i o n
a n d
l o w
p r e c i s i o n
o f
l o c a l i z a t i o n .
S e l f - L o c a l i z a t o n i n a s t a t c
e n v i r o n m e n t .
When
a
v i r t u a l m o b i l e
r o b o t e v o l v e s
i n
t h e v i r t u a l
e n v i r o n m e n t
T h i s
p a p e r
i s
o r g a n i z e d
a s f o l l o w s : I n s e c t i o n
I I , S i m p l e
w i t h
d i f f e r e n t o u t l i n e
f e a t u r e s ,
t h e
r e s u l t c a n
a d e q u a t e l y
t e s t i f y r e v i e w
o f
DSmT. I n s e c t i o n I I I , A m o d e l b a s e d o n DSmT
t h a t t h e n e w t o o l o w n s
b e t t e r
p e r f o r m a n c e
t o r e b u i l d
m a p .
I n
w i t h
s o n a r
i n f o r m a t i o n
i s g i v e n . I n s e c t i o n I V , A
new
s e l f
g e n e r a l ,
t h i s
r e s e a r c h p r o v i d e s
a n
a p p r o a c h
f o r
s t u d y i n g - l o c a l i z a t i o n b a s e d
o n
F a s t - H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n
i s
a u t o n o m o u s n a v i g a t i o n
o f m o b i l e r o b o t o r
unmanned
l a n d
p r o p o s e d .
I n s e c t i o n
V ,
A
s i m u l a t i o n
e x p e r i m e n t
i s
d o n e
t o
v e h i c l e
( U L V )
i n
unknown
e n v i r o n m e n t ,
a l s o
p r o v i d e s
a
human-
.
c o m p u t e r
i n t e r a c t i v e
i n t e r f a c e t o manage a n d m a n i p u l a t e t h e
t e r s i f y
p o r m a t n c
o f n
t o n l u i n n m a r e a c s r c i n
r o b o t r e m o t e l y .
u n d e r s e l f
l o c a l i z a t i o n . A t l a s t ,
a
c o n c l u s i o n i s
r e a c h e d
i n
s e c t i o n V I .
I n d e x T e r m s
-
Map R e c o n s t r u c t i o n , DSmT,
S e l f - l o c a l i z a t i o n ,
I I . REVIEW OF DSMT
Hough t r a n s f o r m a t i o n .
DSmT ( D e z e r t - S m a r a n d a c h e T h e o r y ) [ 7 ] i s a n e w ,
g e n e r a l
a n d
I .
I N T R O D U C T I O N
f l e x i b l e
t h e o r y o f i n f o r m a t i o n f u s i o n , w h i c h
c a n s o l v e
t h e
T h e e x p l o r a t i o n
i n
e n t i r e l y
u n k n o w n
e n v i r o n m e n t
f o r
f u s i o n
p r o b l e m s o f d i f f e r e n t t i e r s
i n c l u d i n g d a t a - t i e r ,
f e a t u r e -
i n t e l l i g e n t
m o b i l e r o b o t s h a s b e e n a p o p u l a r a n d
i m p o r t a n t
t i e r a n d d e c i s i o n - t i e r . I t n o t o n l y c a n d i s p o s e
t h e s t a t i c
s u b j e c t . Map
r e c o n s t r u c t i o n
i s a
v e r y i m p o r t a n t p a r t
i n t h i s
p r o b l e m o f f u s i o n ,
b u t a l s o
c a n
d i s p o s e t h e d y n a m i c o n e .
I t
s u b j e c t . P r e s e n t l y , m a i n l y
t h e r e a r e t h r e e
m a p p i n g
m e t h o d s :
h a s a p r o m i n e n t m e r i t t h a t
i t c a n d e a l
w i t h
t h e h i g h l y
g r i d
m a p ,
g e o m e t r i c a l
f e a t u r e
map
a n d
t o p o l o g i c a l
m a p . G r i d
c o n f l i c t i n g
i n f o r m a t i o n
a c c o r d i n g
t o
P r o p o r t i o n a l
C o n f l i c t
map
i s t h e m o s t
s i m p l e
a n d p o p u l a r
m e t h o d
a m o n g
t h e m .
R e d i s t r i b u t i o n
r u l e
n o .
5 ( P C R 5 ) * , w h i c h
g o e s
b a c k w a r d s
o n
T h e r e a r e many
r e p o r t s
a b o u t
i t ,
f o r e x a m p l e ,
E l f e s ,
a n d
t h e t r a c k s
o f
t h e c o n j u n c t i v e r u l e a n d
o n l y r e d i s t r i b u t e s
M o r a v e c
( 1 9 8 5 )
[ 1 ] f i r s t l y
r e p r e s e n t e d
t h e
p r o b a b i l i t y
o f t h e
p r o p o r t i o n a l l y t h e
p a r t i a l c o n f l i c t i n g m a s s e s t o
t h e
s e t s
g r i d o c c u p i e d b y
o b s t a c l e s
w i t h
p r o b a b i l i t y t h e o r y ,
w h i c h w a s
i n v o l v e d i n t h e c o n f l i c t b y c o n s i d e r i n g
t h e
c o n j u n c t i v e
n o r m a l
c a l l e d
a s
o c c u p a n c y
g r i d
m e t h o d l a t e r
[ 2 ] .
I t i s
v e r y p o p u l a r
f o r m
o f t h e
p a r t i a l
c o n f l i c t [ 1 2 ] .
s i n c e
i t s s i m p l e n e s s
i n
r e a l i z a t i o n
a n d l o w a m o u n t o f
c o m p u t a t i o n ,
w h i l e i t h a s l o w
p r e c i s i o n
i n
map r e c o n s t r u c t i o n .
A
B a s i c ofDSmT
G i u s e p p e
O r i o l o e t a l .
( 1 9 9 7 ) [ 3 ] f i r s t l y p r o p o s e d
a m e t h o d
o f
1 )
L e t
0
=
{ 0 1 ,
-
O ,
}
, h e r e
0
i s a f r a m e
o f
map
r e c o n s t r u c t i o n b a s e d
o n f u z z y l o g i c , w h i c h
h a s
h i g h d i s c e r n m e n t ,
w h i c h
i n c l u d e s n f i n i t e
f o c a l e l e m e n t s
p r e c i s i o n
i n l o o s e
e n v i r o n m e n t ,
w h i l e i t
s p e n d s
m o r e t i m e
i n
i
( i =
1 ,
. . .
n )
. B e c a u s e
t h e f o c a l
e l e m e n t
i s n o t
p r e c i s e l y
t h e s a m e e n vi r o n m e n t t h a n t h a t
w i t h
o c c u p a n c y g r i d
m e t h o d .
d e f i n e d
a n d s e p a r a t e d , s o t h a t n o r e f i n e m e n t
o f
0
i n
a
ne w
D a n i e l
P a g a c 1 9 9 6 [ 4 ] f i r s t l y
a p p l i e d
DST
[ 5 ]
t o
map
l a r g e r
s e t
0 , ,
o f d i s j o i n t e l e m e n t a r y h y p o t h e s e s i s
p o s s i b l e .
r e c o n s t r u c t i o n
f o r
m o b i l e
r o b o t s ,
w h e r e
D e m p s t e r '
s
r e f
c o m b i n a t i o n a l r u l e i s
u s e d
t o r e d i s t r i b u t e t h e b e l i e f
m a s s
o f
2 )
T h e
h y p e r - p o w e r
s e t
De
i s d e f i n e d
a s
t h e
s e t o f a l l
g r i d o c c u p a n c y r e a s o n a b l y . H o w e v e r ,
i t
h a s a
f a t a l
c o m p o s i t i o n s b u i l t
f r o m
e l e m e n t s o f
0
w i t h U
a n d
n
s h o r t c o m i n g
t h a t i t
c a n ' t
d e a l w i t h t h e
h i g h l y
c o n f l i c t i v e
0
g e n e r a t e s
D ® u n d e r
o p e r a t o r s
U
a n d n
) o p e r a t o r s
s u c h
i n f o r m a t i o n . W e i h u a
Wang
e t a l .
( 2 0 0 3 )
[ 6 ]
p r o p o s e d
a new
h
g r i d m e t h o d b a s e d
o n g r e y s y s t e m t h e o r y ,
w h i c h
h a s a
h i g h
t h a t
p r e c i s i o n
a n d m o d e r a t e
a m o u n t o f c o m p u t a t i o n , w h i l e
i t s a )
A 0 , 0 1 , 0 2 , 0 3 . . . 0OE D
d e t e c t i n g
r a n g e
i s
v e r y s m a l l . We p r o p o s e d
t o
a p p l y D S m T [ 7 ]
t o g r i d map r e c o n s t r u c t i o n
i n
2 0 0 6 [ 8 ]
[ 9 ] , t h o u g h
i t h a s *
D e z e r t a n d S m a r a n d a c h e h a v e p r o p o s e d 5 v e r s i o n s o f
p r o p o r t i o n a l
c o n f l i c t
r e d i s t r i b u t i o n r u l e s ,
w h i c h
b e c o m e o n e p a r t
o f DSmT.
l 1 - 4 2 4 4 - 1 l 2 2 0 - X / 0 7 / $ 2 5
. O O
© C 2 0 0 7
IEEE 5 9 0
7/26/2019 Mobile Robot's Map Reconstruction Based on DSmT and Fast-Hough Self-Localization
http://slidepdf.com/reader/full/mobile-robots-map-reconstruction-based-on-dsmt-and-fast-hough-self-localization 2/6
b ) I f A , B
e
D e ,
t h e n
A n B eD®
a n d
AUBe D
o f s o n a r
p h y s i c a l
c h a r a c t e r i s t i c ,
m e t r i c a l d a t a
b e h a v e s
o u t
c )
No
o t h e r
e l e m e n t s
b e l o n g
t o D®,
e x c e p t
t h o s e
u n c e r t a i n t y
as
f o l l o w s :
o b t a i n e d ) b yus
e r u l e m e n t s
l o n g
t o D
ecethoea
B e s i d e
i t s own e r r o r o f
m a k i n g ,
t h e
i n f l u e n c e
o f
obtanedby
i n r u e s ) o
b )
e x t e r n a l
e n v i r o n m e n t
i S
a l s o
v e r y g r e a t ,
f o r
e x a m p l e ,
3 ) G e n e r a l b e l i e f f u n c t i o n
a n d
P l a u s i b i l i t y
f u n c t i o n . .
i
Let
2 0 1
i s
the general frame of
discernment.
t e m p e r a t u r e ,
h u m i d i t y ,
a t m o s p h e r i c
p r e s s u r e
a n d
s o
on .
L e t
)
S 1 1
02 ,
0
,
I ;
S t h e
g e n e r a l
f r a m e o f
d i s c e r n m e n t .
b )
B e c a u s e t h e
s o u n d wave
s p r e a d s
o u t w a r d s i n
t h e
F o r e v e r y
e v i d e n t i a l
s o u r c e S ,
l e t
u s
d e f i n e a s e t o f
map
o f f o r m o f l o u d s p e a k e r , a n d t h e r e
e x i s t s a c o n e - s h a p e d
a n g l e , we
m ( . ) : De
E
[ O , i ]
a s s o c i a t e d t o i t ( a b a n d o n i n g S h a f e r ' s m o d e l )
c a n n o t know t h e t r u e
p o s i t i o n
o f
o b j e c t
d e t e c t e d
a m o n g
t h e
b y
a s s u m i n g
h e r e
t h a t
t h e
f u z z y /
v a g u e /
r e l a t i v e
n a t u r e
o f
f a n - s h a p e d
a r e a ,
w i t h
t h e
e n l a r g e m e n t
o f
d i s t a n c e
b e t w e e n
e l e m e n t s
0 i
i
=
1 , 2 , 3
. . .
n ) c a n
b e
n o n - e x c l u s i v e ,
a s
w e l l a s n o
s o n a r
a n d i t .
r e f i n e m e n t o f 0
i n t o
a ne w
f i n e r
e x c l u s i v e f r a m e
o f
c )
The u s e o f l o t s o f sonar sensors
w i l l r e s u l t i n
i n t e r f e r e n c e
e a c h
o t h e r .
F o r e x a m p l e , w h e n t h e i t h s o n a r g i v e s
d i s c e r n m e n t
r f
i s
p o s s i b l e .
T h e
m a p p i n g m ( )
i s c a l l e d a
o u t
d e t e c t i n g
w a v e
t o w a r d s a n o b j e c t
o f
i r r e g u l a r
s h a p e , i f
t h e
g e n e r a l i z e d
b a s i c b e l i e f a s s i g n m e n t
f u n c t i o n ( g b b a f ) ,
i f i t a n g l e
o f
i n c i d e n c e
i s t o o
l a r g e ,
t h e s o n a r
wave
m i g h t
b e
s a t i s f i e s
r e f l e c t e d
o u t
o f
t h e
r e c e i v i n g r a n g e
o f t h e i t h s o n a r s e n s o r o r
m ( i ) =
0
a n d
A
m ( A ) =
1
a l s o
m i g h t
b e r e c e i v e d
b y
o t h e r
s o n a r
s e n s o r s .
E A c D o d )
B e c a u s e s o n a r s e n s o r s u t i l i z e t h e
r e f l e c t i o n
p r i n c i p l e
T h e g e n e r a l b e l i e f
f u n c t i o n a n d p l a u s i b i l i t y f u n c t i o n a r e o f s o u n d w a v e , i f o b j e c t
a b s o r b s
v e r y
h e a v y s o u n d w a v e ,
t h e
d e f i n e d
r e s p e c t i v e l y
i n
a l m o s t t h e s a m e m a n n e r a s w i t h i n t h e s o n a r
s e n s o r
m i g h t b e i n v a l i d .
D S T , i . e .
b e l ( A )
= EBe
C
m ( B )
( 1 )
.
b
e D @
B c A
P l ( A ) =
E m ( B )
( 2 )
B G n A 0 , B C D e
4 )
C l a s s i c a l
( f r e e )
DSmT r u l e o f c o m b i n a t i o n
L e t Mf
( ® ) i s a f r e e m o d e l
o f
DSmT,
a n d
t h e n
t h e
c l a s s i c a l
F i g . l
T h e s k e t c h o f t h e p r i n c i p l e
o f s o n a r
( f r e e )
DSmT
r u l e
o f
c o m b i n a t i o n f o r k
.
2
s o u r c e s
i s g i v e n
a s
A .
M o d e l i n g
B a s e d
o n
DSmT
f o l l o w s : P o i n t i n g
t o
t h e
c h a r a c t e r i s t i c s o f
s o n a r ' s
m e a s u r e m e n t ,
we
m M f
( 0 ) ( A )
-
[ m i
1
. . .
J k A )
c o n s t r u c t
a
m o d e l
o f u n c e r t a i n i n f o r m a t i o n
a c q u i r e d
f r o m
g r i d
VA
cD
)
Ok
( 3 )
map u s i n g s o n a r b a s e d o n DSmT. H e r e
we s u p p o s e
t h e r e
a r e
Z
7
J m i
( X i )
t w o
f o c a l
e l e m e n t s
i n
s y s t e m ,
t h a t
i s
0 = { 0 1 , 0 2 } ,
h e r e
0 1
( X i - . . . X K ) D A
i = 1
means
g r i d
i s
e m p t y ,
0 2
means
o c c u p i e d ,
a n d t h e n we can
g e t
i t s
h y p e r - p o w e r
s e t D O 9
=o
,
n l
o 2 ,
o i ,
o o i
1 u o 2 }
E v e r y
B .
P r o p o r t i o n a l
C o n f l i c t R e d i s t r i b u t i o n R u l e
g e t
i t
e r o w e r
s e t
n d
k
0
2 , 0 i m 2 s 0
U
0 f
} h i E v e r y
PCR5
f i n e s
t h e c o n f l i c t i n g
m a s s ,
a n d
j u s t
r e d i s t r i b u t e
t h e
g r i d
i n
e n v i r o n m e n t
i s
s c a n n e d
k
>
2 t i m e s ,
e a c h o f
w h i c h
i s
p a r t i a l
c o n f l i c t i n g
m a s s
t o
t h e
e l e m e n t s i n v o l ve d
i n
t h e
p a r t i a l
v i e w e d
a s
s o u r c e o f e v i d e n c e .
T h e n
we m a y
d e f i n e a
s e t
o f
c o n f l i c t ,
i n
o r d e r t o
i m p r o v e
t h e
q u a l i t y
o f f u s i o n
[ 1 2 ] .
m a p
a i m i n g
t o e v e r y
s o u r c e
o f e v i d e n c e a n d
c o n s t r u c t
t h e
H e r e we i n t r o d u c e t h e PCR5
f o r m u l a
f o r s
2
s o u r c e s :
g e n e r a l b a s i c b e l i e f a s s i g n m e n t f u n c t i o n s ( g b b a f ) a s f o l l o w s :
VX
E
G / { l } ,
m ( 0 1 )
i s d e f i n e d a s
t h e
g b b a f
f o r
g r i d - u n o c c u p i e d
( e m p t y ) ;
m P C R 5 ( X )
=
m I 2 ( X ) ±
m ( 0 2 )
i s d e f i n e d
a s
t h e
g b b a f
f o r
g r i d - o c c u p i e d ;
m ( 0 o
n 0 2 )
F m h 2 m 2 ( Y )
m ( X ) 2 m 1 ( Y )
7
( 4 )
i s
d e f i n e d a s t h e
g b b a f
f o r
h o l d i n g
g r i d - u n o c c u p i e d
a n d
Y c + ; X }
m I ( X ) ± r M 2 ( y ) ± m 2 ( X ) ± M I ( y ) 4
o c c u p i e d
s i m u l t a n e o u s ( c o n f l i c t ) .
m ( 0 1
U 0 2 ) i s d e f i n e d a s
c ( X
M Y ) = b
t h e
g b b a f
f o r
g r i d - i g n o r a n c e
d u e t o t h e
r e s t r i c t i o n
o f
w h e r e ,
c ( X ) r e p r e s e n t s
t h e c a n o n i c a l f o r m
o f
k n o w l e d g e a n d e x p e r i e n c e
p r e s e n t l y ( h e r e
r e f e r r i n g t o
t h e
X,
. 2 * )
corresponds
to
the
conjunctive
c o n s e n s u s , i . e .
g b b a f f o r
t h e s e
g r i d s
s t i l l
n o t
s c a n n e d
p r e s e n t l y
) ,
i t r e f l e c t s
i n 1 2 ( . ) corresponds t o
t h e
conjunctive
co nsensu s, i . e .
t h e
d e g r e e
o f
i g n o r a n c e
o f
g r i d - u n o c c u p i e d
o r
o c c u p i e d .
m 1 2 ( X )
= X I , X 2 e G
m l ( X I ) m 2
( x 2 ) ,
a n d
w h e r e
a l l
d e n o m i n a t o r s
T h e g b b a f
o f
a
s e t
o f
map
m ( ) :
D E
- *
[ o , i ]
i s
c o n s t r u c t e d
b y
x 1 n x 2
a u t h o r s s u c h a s t h e f o r m u l a e
( 5 ) ( 8 )
a c c o r d i n g
t o s o n a r
a r e d i f f e r e n t
f r o m
z e r o . I f a
d e n o m i n a t o r
i s
z e r o ,
t h a t f r a c t i o n p h y s i c a l
c h a r a c t e r i s t i c s .
i s d i s c a r d e d . P l e a s e
s e e a l s o [ 1 0 ] ,
i f
s
>
2 .
m ( 0 > )
=
E ( p ) . E ( O ) =
*MODELING
FOR
SONAR G R I D
I N F O R M A T I O N
F
( 1 -
Ii
2 ) . ( I / 2 )
i R m i n
<p<R-2£
( 5 )
S o n a r
s e n s o r s '
w o r k i n g p r i n c i p l e
( s h o w n i n F i g . 1 ) i s :
1
O
<
0 . ( 0 / 2
p r o d u c i n g s he a v e s o f c o n e - s h a p e d w a v e , a n d d e t e c t i n g t h e
L 0
o t h e r w i s e
o b j e c t s b y r e c e i v i n g t h e r e f l e c t e d
w a v e .
D u e t o t h e r e s t r i c t i o n
5 9 1
7/26/2019 Mobile Robot's Map Reconstruction Based on DSmT and Fast-Hough Self-Localization
http://slidepdf.com/reader/full/mobile-robots-map-reconstruction-based-on-dsmt-and-fast-hough-self-localization 3/6
m 4 0 2 )
=
O ( p ) . 0 )
=
T h e
b a s i c
p r i n c i p l e
i s w h e n m o b i l e r o b o t m o v e s t o a c e r t a i n
P .
<
p < R + e < R . a
p o s i t i o n ,
we
c l u s t e r
a l l
s c a n n e d
p o i n t s
i n t h e
d e t e c t i n g
r a n g e
{ e x 1 { 3 p P v ( p - R ) 2 )
2
Aif
O i n
/ 2
( 6 )
o f
l a s e r r a n g e
f i n d e r
( 0 - 1 8 0
d e g r e e s ) , a n d
c l a s s i f y t h e m
i n t o
0
t h e r w i s e s u b s e t
S i
( i
E
1 , 2 . . .
) .
S u p p o s e d t h a t t h e r e a r e n
p o i n t s
i n t h e
m ( 0 1
n 0 2 ) =
s u b s e t
S ,
t h e n
c o m p u t e r e s p e c t i v e l y
t h e
s l o p e
b e t w e e n
e v e r y
F f R m
'
< R < R a
7
t w o p o i n t s . S e t t i n g u p
a
c o u n t e r ,
i f
t h e
s l o p e
i s
i n
t h e
s e t t i n g
( 1 -
( 2 ( p
- ( R - 2 c ) ) / R ) 2 )
i
R m i n
.
P-
R
X
( 7 ) r a n g e ,
we
a d d
o n e o n
t h e
c o u n t e r .
When
f i n i s h e d t h e s t a t i s t i c
C o t e
. s e _ / 2
o f
a l l
p o i n t s
i n
t h e s u b s e t
S i
,
we
c l a s s i f y
a l l
p o i n t s
h a v i n g
t h e
0
o t h e r w i s e
m ( 0 1
U o 2 ) =
maximum n u m b e r
t o s u p p o r t a c e r t a i n s l o p e i n t o a
new
s u b s e t S . W e c a n
p i c k
u p
t h e
s t r a i g h t
l i n e
l i 2 . ) t h r o u g h
{ t a n h
( 2 ( p
-
R ) ) 1
-
)
i f
0
<
0
<
R o / 2
Hough t r a n s f o r m a t i o n
a n d
t h e n f i n d
t h o s e p o i n t s
o w n i n g t h e
o t h e r w i s e
s u b maximum
n u m b e r
a n d
p u t
t h e m i n t o a n o t h e r s u b s e t
S f I .
0 1 _ ( 2 a / 6
i f 0 <
. I 6 4 2
A l s o
p i c k u p
t h e s e c o n d
s t r a i g h t l i n e
u n t i l
t h e n u m b e r
t o
A
= E )
=O
X 0 o t h e r w i s e
s u p p o r t
a c e r t a i n
s l o p e
i s l o w e r
t h a n
t h e t h r e s h o l d . T h e
m e n t i o n e d a b o v e
i s
t h e
k e y
d i f f e r e n c e f r o m o t h e r F a s t
w h e r e
E ( O ) =
1 -
A / 2
O ( o ) =
2
E ( p ) =
( - ( p / R
-
2 ) 2 ) ,
t r a n s f o r m a t i o n
m e t h o d s
[ 1 4 ] .
T h e n we
b e g i n
t o d e a l w i t h
0 ( p )
=
e x p (
3 p v
( p
-
R ) 2 ) ,
w h e r e
/ i s
g i v e n b y
( 9 ) ( a l s o
s e e
a n o t h e r s u b s e t
S
b y
same
way
u n t i l we f i n i s h a l l
p o i n t s
r e f .
[ 1 ]
f o r
j u s t i f i c a t i o n ) .
s c a n n e d
i n
t h e d e t e c t i n g r a n g e o f
l a s e r .
By d o i n g t h i s
we n o t
1
o n l y
r e d u c e t h e
c o m p l e x i t y
a n d
a m o u n t
o f
c o m p u t a t i o n ,
b u t
o 0 . 9 g * , ' \ f
/ ( / 2)
a l s o i m p r o v e
t h e
p r e c i s i o n
o f
p i c k i n g
u p s t r a i g h t l i n e ,
a s
w e l l
0 . 8
i n
2
a s
f i n d s m a l l e r f e a t u r e s w h i c h m i g h t b e o m i t t e d
b y
o t h e r
0 . 7
0
H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n
m e t h o d s .
0 . 6
B .
S e l f -
l o c a l i z a t i o n
o f
R o b o t ' s
P o s e
0 5B SI O
O
I n
a
s t a t i c
a n d
s t r u c t u r e d e n v i r o n m e n t ,
i f we
d o n ' t
c o n s i d e r
0 . 4
. / * . \
. t h e s m a l l a c c u m u l a t i v e e r r o r a n d
m e t r i c a l
e r r o r ,
t h e n t h e
0 2
3
c o o r d i n a t e
o f
w h o l e
o b j e c t
o u t l i n e
i n
t h e e n v i r o n m e n t
0 . 2
x
j < j ~ j j
d e t e c t e d
b y
l a s e r
r a n g e
f i n d e r
o n m o b i l e r o b o t
w i l l b e
0 1
* X
c o n s i s t e n t
c o m p l e t e l y
w i t h t h e
r e a l
o n e
i n
g l o b a l
c o o r d i n a t e
0
0 . 2
0 . 5 1
1 . 5
2 2 . 5
3
s y s t e m .
I n
f a c t ,
i t
i s i m p o s s i b l e
b e c a u s e
o f
i n a c c u r a t e
r o b o t ' s
p ( M )
pose.
S o
r o b o t ' s
p o s e
m u s t
b e
c a l i b r a t e d .
Of
c o u r s e ,
i f m o b i l e
F i g . 2
m ( . )
a s
f u n c t i o n
o f
p
g i v e n
b y
f o r m u l a e
( 5 - 8 )
r o b o t
runs i n
t h e
d y n a m i c
or
n o n - s t r u c t u r e d
e n v i r o n m e n t ,
i t
i s
v e r y
d i f f i c u l t
t o
p i c k
u p s o m e
s t r a i g h t
l i n e f e a t u r e s
o n l y u s i n g
F r o m
F i g . 2
we
c a n s e e t h a t g b b a f r e f l e c t s r e a l l y t h e H o u g h t r a n s f o r m a t i o n m e t h o d . I n t h i s c a s e
we
m u s t
c o n s i d e r
c h a r a c t e r i s t i c s
o f s o n a r
i n f o r m a t i o n
w i t h t h e s h i f t o f
p
i n
t h e
m i x i n g
w i t h
o t h e r e f f e c t i v e w a y s [ 1 5 ] .
c o u r s e o f
g r i d map
r e c o n s t r u c t i o n .
H e r e we
a s s u m e
t h e
I n
o u r
r e s e a r c h t h e
m a i n
i d e a
a b o u t s e l f - l o c a l i z a t i o n
o f
m o b i l e
d e t e c t i n g r a n g e
o f s o n a r
s e n s o r f r o m 0 . 2 m - 3 m .
H i g h r o b o t w i t h F a s t - H o u g h t r a n s f o r m a t i o n m e t h o d i s S t e p -
b y
-
c o n f l i c t i v e
i n f o r m a t i o n
h a p p e n s
a b o u t a t
t h e
p o i n t
o f
S t e p m o d e . T h a t
i s , when m o b i l e
r o b o t
m o v e s a
s t e p , i t s
p o s e
i n t e r s e c t i o n o f t w o c u r v e s
b e t w e e n
m ( 0 1 )
a n d
m ( 0 2 ) .
T h e
c a n
b e c a l i b r a t e d w i t h t h e r e f e r e n c e d s t r a i g h t
l i n e
a n d
g e t s
a
maximum
m ( 0 2 ) h a p p e n s
a t
p = 1 . 5 m ,
w h i l e
t h e maximum o f
new p o s e . A c c o r d i n g
t o
t h e
new
p o s e c a l i b r a t e
s o m e new
m ( o ) happens a t R m .
= 0 . 2 m .
I n
o r d e r
t o
s a t i s f y
t h e
d e f i n i t i o n
s t r a i g h t
l i n e
s e g m e n t s
d e t e c t e d
a n d
c h o o s e
some
o f
t h e m a s
m ~ h a p p e n s
a t
m i n
m . I n
o r d r t o s t i s f y h e d e f n i t i o n
t h e new
r e f e r e n c e d
s t r a i g h t l i n e s ,
a n d
s o o n .
o f
DSmT,
a n d
a s s u r e
t h e s u m o f a l l m a s s o f
m ( . )
t o
b e o n e , I n o r d e r t o c o m p a r e
l i n e s
i n t h e c o u r s e o f s e l f c a l i b r a t i o n
we
we m u s t r e n o r m a l i z e t h e m w h i l e
a c q u i r i n g
s o n a r
g r i p
d e f i n e s o m e a t t r i b u t e s a b o u t a
l i n e ,
i . e .
L i n e :
( p l ,
0 , n ,
1 ,
s p ,
i n f o r m a t i o n .
e p ,
d i r ,
d ) s h o w n
i n F i g . 3 . W h e r e
p 1
i s t h e d i s t a n c e
O P
I V . FAST-HOUGH S E L F - L O C A L I Z A T I O N
b e t w e e n t h e
o r i g i n
0
a n d
t h e f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e
AB
.
0
i s
A .
T h e
P r i n c i p l e o f F a s t - H o u g h T r a n s f o r m a t i o n
t h e
a n g l e
o f i n l i n e b e t w e e n t h e
p e r p e n d i c u l a r
O P
a n d
t h e
I t i s w e l l
k n o w n
t h a t c l a s s i c a l
H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n
p l a y s
a n
p o s i t i v e
d i r e c t i o n
o f a x i s X
( 0 - 3 6 0 d e g r e e s ) .
n i s
t h e
p o i n t
i m p o r t a n t
r o l e
i n
p i c k i n g
u p
s t r a i g h t
l i n e f e a t u r e
s i n c e
i t w a s
n u m b e r i n c l u d i n g a l l p o i n t s
w h i c h
may
b e f i t t e d i n t o
a
p r o p o s e d b y
D u d a
a n d H a r t
i n
1 9 7 2 [ 1 3 ] . H o w e v e r , i t d o e s n ' t
f e a t u r e
s t r a i g h t l i n e .
s p
i s t h e s t a r t i n g p o i n t o f f e a t u r e s t r a i g h t
s a t i s f y
t h e r e a l - t i m e r e q u i r e m e n t i n s e l f
- l o c a l i z a t i o n d u e
t o
l i n e A B .
e p
i s
t h e
e n d p o i n t , d i r
i s t h e
o b s e r v a t i o n
d i r e c t i o n
t h e
h i g h
a m o u n t o f c o m p u t a t i o n .
We h e r e
p u t
f o r wa r d a n r e l y i n g
o n t h e l o c a t i o n
b e t w e e n r o b o t a n d f e a t u r e s t r a i g h t
l i n e
i m p r o v e d F a s t - H o u g h t r a n s f o r m a t i o n . AB i . e . d i r
= s i g n (
p 1
-
x c o s ( 0 ) - y
s i n ( 0 ) ) ,
w h e r e s i g n
i s
5 9 2
7/26/2019 Mobile Robot's Map Reconstruction Based on DSmT and Fast-Hough Self-Localization
http://slidepdf.com/reader/full/mobile-robots-map-reconstruction-based-on-dsmt-and-fast-hough-self-localization 4/6
t h e S i g n f u n c t i o n . I f
r o b o t
i s
n e a r e r
t h e o r i g i n t h a n t h e f e a t u r e
When
m o b i l e
r o b o t m o v e s a l o n g a v e r y l o n g w a ll w h i c h
i s
s t r a i g h t
l i n e , t h e n d i r
=
1 ; i f
r o b o t i s f a r t h e r
a w a y f r o m t h e o u t
o f t h e
r a n g e
o f
l a s e r ,
t h u s t h e
l a s e r r a n g e f i n d e r c a n ' t
o r i g i n
t h a n t h e f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e AB, t h e n d i r
=
- 1 ;
i f r o b o t d e t e c t
t h e
w h o l e w a l l i n
o n e
t i m e .
I n
t h i s c a s e ,
t h e
m e r g e n c e
l i e d o n
t h e
f e a t u r e s t r a i g h t
l i n e , t h e n d i r
=
d i s t h e
b e t w e e n new l i n e
s e g m e n t
a n d t h e o l d o n e
i s v e r y n e c e s s a r y .
d i s t a n c e
b e t w e e n
r o b o t
a n d
f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e .
We
m u s t
j u s t i f y w h e t h e r t h e t w o l i n e s e g m e n t s a r e o n
t h e
common l i n e
a c c o r d i n g
t o
t h e s i m i l a r c o n d i t i o n s . T h e
s i m p l e
Y
A
way
t o
m e r g e
t w o l i n e
s e g m e n t s
i s
s h o w n i n
F i g . 5 .
T o e x t e n d
r o b o t
t h e
r e f e r e n c e d
s t r a i g h t
l i n e
we
f i r s t
p r o j e c t
t h e
new
d e t e c t i n g
\p 4
s t r a i g h t
l i n e A B
t o
t h e
r e l a t i v e
r e f e r e n c e d
l i n e
EF
a n d t h e n
t h e
r o b o t w\
/
t w o
e n d p o i n t s
o f
p r o j e c t i o n
l i n e
s e g m e n t
CD c a n b e r e a c h e d .
o d r = - I
A f t e r
a
s i m p l e s o r t o f
f o u r e n d p o i n t s ( C , E , D , F )
j u s t i f y
w h e t h e r
t h e d i s t a n c e
CM
i s
b i g g e r
t h a n EM ,
h e r e
M i s t h e
d i r = l
B
m i d p o i n t
o f
r e f e r e n c e d
l i n e s e g m e n t
E F .
I f y e s ,
t h e n we w i l l
A
P l
e x t e n d
EF t o
p o i n t C ,
a n d
g e t
t h e new l i n e s e g m e n t C F .
I n
t h i s
c o u r s e
we m u s t c o n s i d e r
t h e
p r o c e s s
o f s e l f
c a l i b r a t i o n
b e c a u s e
c o r r e c t p o s e
i s t h e
k e y o f m e r g i n g t w o l i n e s e g m e n t s .
x
F i g . 3
T h e o b s e r v a t i o n d i r e c t i o n f o r f e a t u r e l i n e
B
I n
o r d e r t o j u s t i f y w h e t h e r a
f e a t u r e
s t r a i g h t l i n e
i s s i m i l a r
t o A
a n o t h e r
o n e we
m u s t p r o p o s e
t h e
f o l l o w i n g
f o u r
n e c e s s a r y
D
c o n d i t i o n s .
I - - - - - - - - - - - - - - -
( a )
J u s t i f y
w h e t h e r
t h e
o b s e r v a t i o n
d i r e c t i o n
i s
c o n s i s t e n t .
c
E
M F
( b )
W h e t h e r t h e i n t e r s e c t i o n
a n g l e o f t w o
f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e s
F i g . 5
T h e
m e r g e n c e
o f t w o
s t r a i g h t
l i n e
s e g m e n t s
i s s m a l l e r t h a n a s e t t i n g t h r e s h o l d .
2 )
S e l f
c a l i b r a t i o n
( c )
W h e t h e r t h e d i s t a n c e f r o m t h e e n d p o i n t o f
o n e
l i n e
s e g m e n t
t o
a n o t h e r
f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e
i s
s m a l l e r
t h a n
a S u p p o s e
t h e i n i t i a l
l o c a l i z a t i o n o f
m o b i l e
r o b o t i s
c o r r e c t ,
s e t t i n g
t h r e s h o l d .
t h e n t h e
d e t e c t i n g
f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e s a r e
t a k e n a s t h e
( d ) J u s t i f y
w h e t h e r t w o l i n e s a r e
i n d e p e n d e n t
b y
p r o j e c t i n g
r e f e r e n c e d
s t r a i g h t
l i n e
( g e n e r a l l y
s p e a k i n g
we c h o o s e
o n e
o r
l i n e s e g m e n t
1
t o l i n e s e g m e n t 2 .
I f
t h e p r o j e c t i v e
l i n e
s e v e r a l
l o n g e r s t r a i g h t
l i n e s )
a n d a d d
t h e m
i n t o
t h e
h i s t o r i c a l
s e g m e n t
h a s a common
p a r t
w i t h
l i n e s e g m e n t
2
t h e t w o
l i s t o f r e f e r e n c e d
s t r a i g h t
l i n e
w h i c h i s
t h e
r e a l o u t l i n e o f t h e
l i n e s e g m e n t s
m i g h t b e
n o t
i n d e p e n d e n t .
o b j e c t
i n t h e e n v i r o n m e n t
t h e o r e t i c a l l y .
When
r o b o t moves
a
b i t , g e t
s o m e o l d
f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e s n e a r r e f e r e n c e d l i n e s
w h i c h
m i g h t
c o i n c i d e
c o m p l e t e l y
o r
p a r t i a l l y
w i t h t h e s e
r e f e r e n c e d s t r a i g h t
l i n e s . T h e n
c o m p u t e
t h e
d e v i a t i o n a n g l e
A .
B o t h
l i n e s
a r e
s i m i l a r
B .
B o t h
l i n e s a r e n t
s i m i l a r
a n d
d i s t a n c e
b e t w e e n
t h e
ne w
d e t e c t i n g
l i n e
s e g m e n t
a n d
t h e
c o r r e s p o n d i n g
r e f e r e n c e d o n e a n d c a l i b r a t e t h e
r o b o t ' s
p o s e .
A t
t h e
s a m e t i m e
we a l s o
g e t
s o m e
new f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e s
a n d
c a l i b r a t e t h e m
a c c o r d i n g
t o new
p o s e
o f r o b o t .
A t
l a s t
c h o o s e new
l o n g e r s t r a i g h t
l i n e s a n d a d d
t h e m
i n t o h i s t o r i c a l
l i s t o f r e f e r e n c e d
l i n e s ,
a n d s o o n . T h u s
t h e
r o b o t i s
a b l e
t o
C . B o t h l i n e s
a r e n t
s i m i l a r
D .
B o t h l i n e s
a r e n t
s i m i l a r
f i n i s h t h e t a s k o f s e l f - l o c a l i z a t i o n
i n a
p e r f e c t
e n v i r o n m e n t .
F i g . 4
Some e x a m p l e s a b o u t
t h e
s i m i l a r i t y b e t w e e n t w o s t r a i g h t
l i n e s
V
SIMULATIoN
E X P E R I M E N T S
W e
g i v e
s e v e r a l
e x a m p l e s
t o
j u s t i f y
w h e t h e r a f e a t u r e
s t r a i g h t
T h e
e x p e r i m e n t
l i n e
i s
s i m i l a r
t o a n o t h e r o n e
a c c o r d i n g
t o t h e a f o r e m e n t i o n e d
s
o n s i s t
Ro
s i m t i n g
d t h e t o r n o m u
c o d t i n . F o
e xmpe t w f e t r . t a g t l i e riia
n a v i g a t i o n
f o r P i o n e e r I I
R o b o t w i t h 1 6 s o n a r
d e t e c t o r s
a n d
a
i n F i g i 4 n A . T h e x
t w o f e a t u r e
s t r a i g h t
l i n e s
a r e n
s i m i l a r
i n
l a s e r
r a n g e
f i n d e r .
T h e
map
r e c o n s t r u c t i o n w i t h so nar sensors
in
F i g . 4 . B
C h n
D
b e c a t u e
B s t a i t i s e s c o n d t s i o n
l d
a n
on t h e m o b i l e r o b o t
i s
b u i l t
i n
a
s t a t i c
e n v i r o n m e n t s h o w n i n
d o e s n ' t
,
s a t i s f
c o n d i t i o n
( c ) , d C
d o e s n
t
s a t i
F i g . 6
u s i n g
S R I s i m
s i m u l a t o r
s u p p l i e d
b y
A c t i v M e d i a
c d o e s n t
s a t i s f y
c o n d i t i o n
(
b )
s a n d s c )
C o m p a n y .
I n
g e n e r a l
t h e r e
a r e
s o m e
d i f f e r e n t
o u t l i n e s
s u c h a s
c o n d i t i n ( b ) a n
. d D . o s '
aif
oniin()ad(
c i r c l e , r e c t a n g l e ,
a n d
t r i a n g l e .
T h e
e x p e r i m e n t s
b a s e d on t h e
I n
g e n e r a l ,
t h e r e a r e
t w o
m a i n
p r o c e s s e s
i n
t h e
c o u r s e o f s e l f
c i m r c l e
r e c t a
a n d
t r i a n g l e . t h e
n x p r i e d n
e
o n
t h e
l o c a l i z a t i o n ,
o n e
i s
t h e
m e r g e n c e
o f l i n e
s e g m e n t s
a n d
t h e
i p v e d
F a t H o u
t r a n s f o r m a t i o n
a r e
i o n i n s o u r
o t h e r
i s
c a l i b r a t i o n
o f
r o b o t ' s
p o s e
w h i c h i s n ' t
i n d e p e n d e n t
e a c h o t h e r .
T h e p l a t f o r m
d e v e l o p e d
u s i n g V i s u a l
C+ + 6 . 0 a n d OpenGL i s
a c l i e n t e n d s h o w n i n f i g . 7 w h i c h c a n c o n n e c t
t h e
s e r v e r
e n d .
1 )
T h e m e r g e n c e o f l i n e s e g m e n t s When
t h e
v i r t u a l r o b o t r u n s i n t h e v i r t u a l
e n v i r o n m e n t
t h e
s e r v e r e n d c a n
c o l l e c t a
l o t o f
i n f o r m a t i o n
f r o m t h e S R I s i m
5 9 3
7/26/2019 Mobile Robot's Map Reconstruction Based on DSmT and Fast-Hough Self-Localization
http://slidepdf.com/reader/full/mobile-robots-map-reconstruction-based-on-dsmt-and-fast-hough-self-localization 5/6
i n c l u d i n g
t h e l o c a t i o n o f
r o b o t ,
s e n s o r s
r e a d i n g , v e l o c i t y
e t c .
b e l i e f
m a s s e s
a n d
r e d i s t r i b u t e t h e c o n f l i c t mass t o t h e
ne w
B y
t h e
p r o t o c o l
o f T C P / I P t h e c l i e n t
e n d
c a n
g e t a n y
b a s i c b e l i e f m a s s e s .
i n f o r m a t i o n f r o m
t h e
s e r v e r e n d . T h e P i o n e e r
I I
R o b o t
may
6 )
C o m p u t e
t h e
c r e d i b i l i t y
o f
o c c u p a n c y
b e l ( 0 2 ) o f
some
b e g i n
t o r u n
a t
a r b i t r a r y
l o c a t i o n .
S u p p o s e
t h e
b e g i n n i n g
g r i d s
w h i c h h a v e b e e n f u s e d
a c c o r d i n g
t o f o r m u l a
( 1 ) .
l o c a t i o n
i s o f 300mm
i n
X d i r e c t i o n a n d 2300mm
i n
Y
7 )
U p d a t e
t h e
map
o f t h e e n v i r o n m e n t .
( H e r e
we s e t
t h e
d i r e c t i o n w i t h
0
d e g r e e a n g l e
t h e r o b o t f a c e s
t o .
U s i n g
g r i d
s e c o n d t i m e
s t a m p ,
i t s m e a s u r e m e n t
p e r i o d
u s e d i n
o u r
m e t h o d
a n d
o u r
i m p r o v e d
m e t h o d
we
g e t
t h e
o r i g i n a l
e x p e r i m e n t s
i s
a l s o
1 0 0
i n s )
W h e t h e r t h e
map
e n v i r o n m e n t
a n d
r e c o n s t r u c t e d
map
a s s h o w n i n
F i g . 6
a n d
r e c o n s t r u c t i o n
h a s
b e e n f i n i s h e d ? I f
y e s
s t o p
t h e
m o b i l e
F i g . 7
r e s p e c t i v e l y .
r o b o t
a n d
e x i s t .
O t h e r w i s e g o
t o
s t e p
2 .
F i g . 8
M a p
r e c o n s t r u c t i o n w i t
DmT
u n d e r
s e l l o c a l i z a t i o n
F i n a l l y
we r e c o n s t r u c t t h e
map
s h o w n i n t h e
F i g . 8
w i t h t h e
F i g . 6
T h e
s t a t i c e n v i r o n m e n t
i n
S R I s i m
s i m u l a t o r
new t o o l .
I t
can b e
c o n c l u d e d
t h a t :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 )
F r o m t h e
F i g . 8
we c a n s e e t h a t
t h e
ne w t o o l h a s a
b e t t e r
i n c l u d i n g
c i r c l e ,
r e c t a n g l e ,
a n d
t r i a n g l e )
t h a n
j u s t
u s i n g
t h e m e t h o d o f
D S m T [ 8 ] [ 9 ] ,
b e c a u s e o f
c o n s i d e r i n g
t h e
a s s e s . . . . t o
. . . . . . . . . o t h e r
b a s i c b e l i e f m a s s e s a c c o r d i n g t o t h e
P C R 5 .
. . . . 2 ) T h e r e s t r a i n e d
s p r e a d i n g
a r i t h m e t i c
overcomes
t e
s h o r t c o m i n g
o f t h e
g l o b a l g r i d s
w h i c h
m u s t b e r e c k o n e d
v a l i d i t y
o f c a l c u l a t i o n .
3 )
D u e
t o
a d o p t i n g
t h e
s e l f
l o c a l i z a t i o n
b a s e d on
f a s t -
H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n ,
t h e
map
b u i l t o n - l i n e c a n b e
F i g 7
T e
p a t o r m f o r i n t l l g e n
pecepio f u i o n s y s e m r e v i s e d
r e a l - t i m e .
M o r e o v e r ,
t h i s
a p p r o a c h
o f s e l f
F i g 7
T e
l a t o r
f o
i t e l i g n t
ereptonfusonsysemlocalization o v erc ome s
t h e
s h o r t c o m i n g
o f
h i g h
T o d e s c r i b e t h e
e x p e r i m e n t c l e a r l y ,
t h e m a i n
s t e p s
o f
c o m p u t a t i o n
a m o u n t
a n d l o w
p r e c i s i o n
o f l o c a l i z a t i o n
p r o c e d u r e
a r e
g i v e n
a s
f o l l o w s ,
w i t h c l a s s i c a l
H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n . O f c o u r s e t h i s
1 )
I n i t i a l i z e t h e
p a r a m e t e r s
o f r o b o t
i n c l u d i n g
i n i t i a l
l o c a t i o n ,
a p p r o a c h
a l s o
h a s
some
l i m i t a t i o n s
i n c l u d i n g
h i g h
m o v i n g
e l o c i t y ,
etc
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 9 r e q u i r e m e n t s
f o r
e n v i r o n m e n t ,
a l o t o f f e a t u r e
s t r a i g h t
2 )
When t h e r o b o t i s
r u n n i n g , a c q u i r e
1 6 s o n a r
r e a d i n g s ,
liened,norlssyamcitubcendoo.
l a s e r
r e a d i n g
a n d
g e t
ne w r o b o t ' s l o c a t i o n
a n d
c a l i b r a t e i t
4 )
T h e
r e c o n s t r u c t e d
map
h a s
h i g h e r p r e c i s i o n
w i t h t h e
n e w
w i t h
F a s t - H o u g h
t r a n s f o r m a t i o n d e s c r i b e d i n d e t a i l
i n
t o o l . S h o w n i n
F i g . 8
we c a n s e e t h a t t h e r e a r e
s t i l l
m a n y
s e c t i o n
I V .
( H e r e we
s e t
t h e f i r s t
t i m e
s t a m p ,
i t s
n o i s e s i n t h e
m a p .
S o we
a r e
c o n s i d e r i n g
a ne w t o o l
m e a s u r e m e n t
p e r i o d
u s e d
i n
o u r
e x p e r i m e n t s
i s
1 0 0
i n s )
c o u p l i n g
w i t h o t h e r
i n f o r m a t i o n
f i l t e r s
a s a
p r e t r e a t m e n t
t o
3 )
C o m p u t e g b b a f
o f t h e
f a n - f o r m
a r e a d e t e c t e d
b y
e a c h
r e d u c e
t h e
n o i s e s
a n d
i m p r o v e
t h e
q u a l i t y
o f
m a p .
s o n a r
s e n s o r
a c c o r d i n g
t o f o r m u l a
( 5 )
t o
f o r m u l a
( 8 ) .
V I .
C O N C L U S I O N
4 )
W h e t h e r
some
c e l l s a r e s c a n n e d
r e n e w e d l y b y
s o n a r
hspprw o t
s e n s o r s
( s a m e
s o n a r
i n
d e f e r e n t
l o c a t i o n ,
o r
d i f f e r e n t
s o n a r
I u t n o t h i s p a p e r
l e r e s e n t
a u n e w n
t o o
t o
r e o s t r u i c t
n i o m a p n f o
s e n s o r s ,
o f c o u r s e , h e r e we
s u p p o s e
e a c h s o n a r s e n s o r
h a s
atnmu oierbtrnigi
ttcevrnet
7/26/2019 Mobile Robot's Map Reconstruction Based on DSmT and Fast-Hough Self-Localization
http://slidepdf.com/reader/full/mobile-robots-map-reconstruction-based-on-dsmt-and-fast-hough-self-localization 6/6
a l s o
p r o v i d e s
a
h u m a n - c o m p u t e r i n t e r a c t i v e i n t e r f a c e
t o [ 1 5 ] F . F a n , D . M a , Z , D a i .
M o b i l e R o b o t
G l o b a l L o c a l i z a t i o n
B a s e d
o n
m a n a g e a n d m a n i p u l a t e t h e r o b o t r e m o t e l y . T h e m e n t i o n e d
M o d e l M a t c h i n g
i n
H o u g h S p a c e . R o b o t , 2 0 0 5 ,
2 7 ( 1 ) : 3 5 A 4 0
method o f s e l f l o c a l i z a t i o n o v erc ome s some s h o r t c o m i n g s
o f
[ 1 6 ]
A .
M a r t i n ,
C .
O s s w a l d .
A new
g e n e r a l i z a t i o n
o f
t h e
p r o p o r t i o n a l
c o n f l i c t r e d i s t r i b u t i o n r u l e s t a b l e i n t e r m s o f
d e c i s i o n ,
C h a p t e r
i n
c l a s s i c a l
Hough t r a n s f o r n . H o w e v e r i t
i s d i f f i c u l t t o
A p p l i c a t i o n s
a n d
A d v a n c e s o f DSmTfor I n f o r m a t i o n F u s i o n , e d i t e d
b y
overcome
t h e n a t u r a l s h o r t c o m i n g
o f
n e e d i n g
l o t s o f
f e a t u r e
F .
S m a r a n d a c h e ,
J .
D e z e r t ,
A m e r . R e s . P r e s s , R e h o b o t h ,
2 0 0 6 ,
s t r a i g h t
l i n e s . S o we m u s t m i x i t
w i t h o t h e r
m e t h o d s
i n h t t p : / / w w w . g a l l u p . u n m . e d u /
- s m a r a n d a c h e / D S m T b o o k 2 . p d f .
c o m p l e x
e n v i r o n m e n t .
Since
t h e
PCR6
fusion
r u l e pro po s e d
[ 1 7 ]
D u b o i s
D . ,
P r a d e
H . ,
R e p r e s e n t a t i o n
a n d c o m - b i n a t i o n o f
u n c e r t a i n t y
c o m p l e x e n v i r o n m e n t . S i n c e
t h e
PCR6 f u s i o n r u l e
p r o p o s e d
w i t h b e l i e f
f u n c t i o n s
a n d
p o s s i b i l i t y
m e a s u r e s ,
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I n t e l l . ,
1 9 8 8 ,
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M a r t i n
a n d O s s w a l d [ 1 6 ]
h a s
a l r e a d y b e e n
s h o w n
4 : 2 4 4 - 2 6 4 .
i n
a n o t h e r
a p p l i c a t i o n
m o r e
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c l a s s i c a l
f u s i o n r u l e s ( i . e
D e m p s t e r ' s r u l e [ 5 ] , D u b o i s
P r a d e ' s
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e t c ) .
We a r e
c a r r y i n g o u t
a f u r t h e r r e s e a r c h
o n DSmC
r u l e
c o u p l e d
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c o n s i d e r i n g
i n f o r n a t i o n f i l t e r s a s a p r e t r e a t m e n t t a s k i n o r d e r t o r e d u c e
t h e
d y n a m i c
n o i s e s
a n d i m p r o v e
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q u a l i t y
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S c i e n c e
F o u n d a t i o n o f
C h i n a ( N o . 6 0 6 7 5 0 2 8 ) . T h e
a u t h o r s a r e g r a t e f u l
t o
D r .
J e a n D e z e r t f r o m
ONERA/DTIM, C h a t i l l o n , F r a n c e
a n d
P r o f e s s o r F l o r e n t i n S m a r a n d a c h e f r o m
D e p a r t m e n t
o f
m a t h e m a t i c s ,
U n i v e r s i t y
o f Ne w M e x i c o ,
G a l l u p , U S A ,
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5 9 5