Mapas Topológicos para Exploração Robótica de Minas Subterrâneas Submersas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/22620 |
Resumo: | The mapping of confined environments in mobile robotics is traditionally tackled in dense occupancy maps, requiring large amounts of storage. For some use cases, such as the exploration of flooded mines, the use of dense maps in processing slow down processes like path generation. I introduce a method of generating topological maps in constrained spaces such as mines. By taking a structure with fewer points, traversal and storage of explored space can be made more efficient, avoiding com plex graphs generated by methods like RRT and it’s variants. It’s simpler structure also allows for more intuitive human-machine interactions with it’s fewer points. I also introduce an autonomous frontier-based exploration approach to generate the topological map during exploration, taking advantage of it’s traversal to navigate through known space. With this work, simulation tests show it is possible to success fully extract a simpler graph structure describing the topology during autonomous exploration and that this structure is robust through explored regions |
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Mapas Topológicos para Exploração Robótica de Minas Subterrâneas SubmersasTopologic Maps for Robotic Exploration of Underground Flooded MinesTopological mapsExplorationMobile roboticsAutonomous systemsUndergroundMapas topológicosExploraçãoRobótica móvelSistemas autónomosSubterrâneoThe mapping of confined environments in mobile robotics is traditionally tackled in dense occupancy maps, requiring large amounts of storage. For some use cases, such as the exploration of flooded mines, the use of dense maps in processing slow down processes like path generation. I introduce a method of generating topological maps in constrained spaces such as mines. By taking a structure with fewer points, traversal and storage of explored space can be made more efficient, avoiding com plex graphs generated by methods like RRT and it’s variants. It’s simpler structure also allows for more intuitive human-machine interactions with it’s fewer points. I also introduce an autonomous frontier-based exploration approach to generate the topological map during exploration, taking advantage of it’s traversal to navigate through known space. With this work, simulation tests show it is possible to success fully extract a simpler graph structure describing the topology during autonomous exploration and that this structure is robust through explored regionsO mapeamento de ambientes confinados em robótica móvel, é tradicionalmente abordado em mapas densos de ocupação, necessitando de grandes quantidades de armazenamento. Para certos casos, tal como a exploração de minas submersas, o uso de mapas densos no processamento, atrasa processos como geração de caminhos. Utilizando uma estrutura com menos pontos, a travessia e o armazenamento de espaço explorado tornam-se mais eficientes, evitando grafos complexos gerados por métodos como RRT e variantes. A sua estrutura mais simples permite também interações homem-máquina com o seu número reduzido de pontos. Introduzo também uma abordagem autónoma de exploração baseada em fronteiras, para gerar o mapa topo lógico durante a exploração, tirando vantagem da travessia do mesmo para navegar por espaço conhecido. Com este trabalho, testes em simulação mostram ser possível extrair uma estrutura sob forma de grafo, descrevendo a topologia ao longo de explorações autónomas e que esta estrutura é robusta para a travessia em regiões exploradasMartins, Alfredo Manuel OliveiraRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoMartins, Pedro Miguel Serrão Da Veiga2023-03-29T08:20:41Z20222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/22620TID:203113810enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-04-05T01:46:13Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/22620Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:48:26.604901Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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