Samanaikainen paikannus ja kartoitus sisätilojen magneettikentän avulla

Väitöstilaisuuden tiedot

Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika

Väitöstilaisuuden paikka

TS101, Oulun yliopisto

Väitöksen aihe

Samanaikainen paikannus ja kartoitus sisätilojen magneettikentän avulla

Väittelijä

FM (matematiikka) Ilari Vallivaara

Tiedekunta ja yksikkö

Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, Sulautetut järjestelmät ja ohjelmistot (tutkimusryhmä: BISG/Robotics)

Oppiaine

Robotiikka

Vastaväittäjä

Professor Thomas Schön, Uppsala University

Kustos

Professor Juha Röning, Oulun yliopisto

Lisää tapahtuma kalenteriin

Robotti kerää magneettisen kartan sisätiloista

Väitöstyössä on kehitetty menetelmiä sisätilojen magneettikartan keräämiseen automaattisesti robotilla.

Maan magneettikenttää hyödyntävää kompassia on käytetty vuosisatoja muun muassa merillä navigoimiseen. Rakenteiden aiheuttamat vääristymät magneettikentässä häiritsevät kompassin tarkkaa käyttöä sisätiloissa. Häiriöt voidaan kuitenkin nähdä myös informaation lähteenä. Esimerkiksi teräspylvään aiheuttama muutos magneettikentässä pysyy ajallisesti vakaana ja sitä voi käyttää paikan määrittämiseen vertaamalla sitä aikaisemmin kerättyyn magneettikentän häiriökarttaan.

Kartan kerääminen on kuitenkin työläs ja mahdollisesti virhealtis prosessi. Väitöstyö esittelee päätuloksena, kuinka keräystyö voidaan automatisoida käyttämällä robotti-imurin kaltaista robottia. Kerätystä datasta marginalisoidun partikkelisuodattimen avulla muodostetut kartat mahdollistavat paikantamisen 10 cm:n tarkkuudella. Matalat vaatimukset robotille ja sen sensoreille tekevät menetelmistä käyttökelpoisia myös koti- ja parvirobotiikassa. Päätuloksen lisäksi työssä on kehitetty yleisempiä menetelmiä esimerkiksi tehokkaaseen lukujen näytteistykseen, karttojen esittämiseen ja niiden epävarmuuden hallintaan.

Sisätiloissa GPS-tasoinen paikantaminen älylaitteilla on avoin ongelma, jonka ratkaiseminen avaa lukemattomia sovellusmahdollisuuksia, kuten vaikkapa navigoinnin helpottaminen lentokentällä tai ostoskeskuksessa. Yksi lähestymistapa ongelmaan on magneettikenttään perustuva paikannus, jota käytetään jo kaupallisissakin palveluissa (mm. oululainen IndoorAtlas). Väitöstyön esittelemä automatisoitu kartoittaminen toimii lupaavana skaalautumista helpottavana lähtökohtana myös tämänkaltaisiin sovelluskohteisiin.
Viimeksi päivitetty: 3.1.2018