ROBOTS DE EXTERIORES - Centro de Automática y Robótica

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RSSI de marcadores RFID, etc) y datos de odometría u, aunque no necesariamente
estos últimos estarán siempre presentes.
La relación entre los datos de percepción z y la posición x determinará la
eficacia de los métodos empleados para la localización. En un LPS ultrasónico,
los tiempos de vuelo (TOF) de las señales están determinados por
los rangos entre el robot móvil y el faro ultrasónico; por tanto la relación
de z con x es determinista, y la posición del móvil puede calcularse mediante
multilateración o alguna de sus variantes (Jiménez, 2006). La incertidumbre
en las medidas se restringe únicamente al ruido de medida que
las perturba; bajo la asunción de que dicho ruido es gaussiano, la estimación
óptima de la posición puede producirse mediante un filtro de
Kalman 3 .
Por el contrario, las señales de radio que se propagan por interiores están
sujetas a tantos factores perturbadores (presencia de obstáculos, propagación
multicamino, movimiento de personas, etc), que resulta imposible a
priori encontrar una relación determinista entre el rango de emisor a receptor
con el nivel de señal recibido por éste. Por ello, deben explotarse relaciones
estadísticas con las medidas para producir una estimación de la posición
que concuerde “de la mejor forma posible” con los observables
{z,u}, así como con el estado previo estimado, x t
.
Una importante ventaja de los métodos bayesianos de estimación de la
posición es que permiten combinar de forma natural medidas procedentes
de sensores tecnológicamente distintos (por ejemplo, medidas de RSSI de
señales de radio con TOF de señales ultrasónicas).
3.1 Fundamentos de la localización bayesiana
Los métodos bayesianos (Fox, 2003) representan la posición del móvil
en un instante dado mediante una distribución de probabilidad,
p( xt
| zt
, zt− 1,
zt−2,...)
, dependiente de las medidas recibidas hasta el momento.
En principio esta distribución de probabilidad puede tener una forma
arbitraria, pudiendo incluso acomodar simultáneamente varias hipótesis
distintas sobre la posición.
3
Un problema habitual se da si el camino directo (LOS) entre emisor y receptor
está bloqueado, pero existe un camino indirecto para la propagación ultrasónica,
por ejemplo, por reflexión en una pared. En este caso, se darán medidas
z=TOF con un error sistemático respecto al verdadero rango; este problema
puede solventarse, si existe redundancia en el número de sensores disponibles,
mediante los llamados algoritmos de monitorización de la integridad (RAIM).