Multi-thread impact on the performance of Monte Carlo based algorithms for self-localization of robots using RGBD sensors

Abstract—Using information from RGBD sensors requires huge amount of processing. To use these sensors improves the robustness of algorithms for object perception, self-localization and, in general, all the capabilities to be performed by a robot to improve its autonomy. In most cases, these algorithms are not computationally feasible using single-thread implementations. This paper describes two multi thread strategies proposed for self localize a mobile robot in a known environment using information from a RGBD sensor. The experiments will show the benefits obtained when different numbers of threads are compared, using different approaches: a pool of threads and creation/destruction scheme. The work has been carried out on a Kobuki mobile robot in the environment of the RoCKiN competition, similar to RoboCup@hom

An open architecture control system for reconfigurable robotic machining cells

У раду је приказан део резултата истраживања у области развоjа реконфигурабилних обрадних система на бази робота за обраду делова од мекших материјала ниже и средње класе тачности, која су обухватила решавање проблема сложености програмирања робота за обраду и незадовољавајуће тачности обраде услед статичке попустљивости робота. Сложеност програмирања робота за обраду је препозната као главни ограничавајући фактор за ширу примену робота у обради резањем. Постављајући у фокус истраживања решавање овог проблема, аутор је пошао од идеје да се постојећи CAD/CAM системи могу користити за програмирање робота у G-кôду за вишеосну обраду резањем. Поставком концепта реконфигурабилне ћелије на бази робота која емулира 5-осну машину алатку и развојем метода генерализованог кинематичког моделирања обрадних ћелија на бази робота, створене су основе за развој реконфигурабилног система управљања са програмирањем обраде у G-кôду. На бази ових резултата постављена су два метода развоја реконфигурабилног управљачког система: (i) метод на бази примене готових хардверских и софтверских система отворене архитектуре и (ii) метод на бази примене софтверских алата и хардверских технологија отворене архитектуре уз развој алгоритама управљања. Развојем експерименталних реконфигура-билних управљачких система према постављеним методима, као и експери-менталном верификацијом добијених резултата, потврђено је да се постојећи CAD/CAM системи могу користити за програмирање робота у G-кôду за вишеосну обраду резањем. Добијени резултати потврђују да је могућ развој реконфигурабилних роботских ћелија за обраду и управљачких система, који се могу реконфигурисати и од стране корисника. Кључне речи: Роботска ћелија за обраду, моделирање робота, управљачки систем, отворена архитектура, реконфигурабилност.The doctoral dissertation presents part of the research in the sphere of reconfigurable robot-based machining systems for machining parts from softer materials of lower and medium accuracy grade. The research involves solving the problem of complexity of robot programming for machining and unsatisfactory machining accuracy due to robot static compliance. The complexity of robot programming for machining is identified as a major limiting factor for wider robot applications in cutting. Setting up the solution of this problem in the focus of research, the author commences from the idea that the existing CAD/CAM systems can be used for robot programming in G-code for multi-axis cutting applications. Formulating the concept of robot-based reconfigurable cell that emulates a 5-axis machine tool and developing the method of generalized kinematic modelling of robot-based machining cells, the author has created a basis for developing the reconfigurable control system with G-code machining programming. The obtained results were used to set up two methods for developing reconfigurable control system: (i) a method based on the application of ready open architecture hardware and software systems, and (ii) a method based on the application of software tools and open architecture hardware technologies, with control algorithms development. The development of experimental reconfigurable control systems according to the set up methods, as well as the experimental verification of the obtained results have confirmed that the existing CAD/CAM systems can be employed for robot programming in G-code for multi-axis cutting applications. The obtained results confirm the possibility of developing reconfigurable robotic machining cells and control systems, which can be reconfigured by the user as well

Управљачки системи отворене архитектуре реконфигурабилних роботских ћелија за обраду

У раду је приказан део резултата истраживања у области развоjа реконфигурабилних обрадних система на бази робота за обраду делова од мекших материјала ниже и средње класе тачности, која су обухватила решавање проблема сложености програмирања робота за обраду и незадовољавајуће тачности обраде услед статичке попустљивости робота. Сложеност програмирања робота за обраду је препозната као главни ограничавајући фактор за ширу примену робота у обради резањем. Постављајући у фокус истраживања решавање овог проблема, аутор је пошао од идеје да се постојећи CAD/CAM системи могу користити за програмирање робота у G-кôду за вишеосну обраду резањем. Поставком концепта реконфигурабилне ћелије на бази робота која емулира 5-осну машину алатку и развојем метода генерализованог кинематичког моделирања обрадних ћелија на бази робота, створене су основе за развој реконфигурабилног система управљања са програмирањем обраде у G-кôду. На бази ових резултата постављена су два метода развоја реконфигурабилног управљачког система: (i) метод на бази примене готових хардверских и софтверских система отворене архитектуре и (ii) метод на бази примене софтверских алата и хардверских технологија отворене архитектуре уз развој алгоритама управљања. Развојем експерименталних реконфигурабилних управљачких система према постављеним методима, као и експерименталном верификацијом добијених резултата, потврђено је да се постојећи CAD/CAM системи могу користити за програмирање робота у G-кôду за вишеосну обраду резањем. Добијени резултати потврђују да је могућ развој реконфигурабилних роботских ћелија за обраду и управљачких система, који се могу реконфигурисати и од стране корисника

Real-time guarantees in high-level agent programming languages

In the thesis we present a new approach to providing soft real-time guarantees for Belief-Desire-Intention (BDI) agents. We analyse real-time guarantees for BDI agents and show how these can be achieved within a generic BDI programming framework. As an illustration of our approach, we develop a new agent architecture, called AgentSpeak(RT), and its associated programming language, which allows the development of real-time BDI agents. AgentSpeak(RT) extends AgentSpeak(L) [28] intentions with deadlines which specify the time by which the agent should respond to an event, and priorities which specify the relative importance of responding to a particular event. The AgentSpeak(RT) interpreter commits to a priority-maximal set of intentions: a set of intentions that is maximally feasible while preferring higher priority intentions. Real-time tasks can be freely mixed with tasks for which no deadline and/or priority has been specified, and if no deadlines and priorities are specified, the behavior of the agent defaults to that of a non real-time BDI agent. We perform a detailed case study of the use of AgentSpeak(RT) to demonstrate its advantages. This case study involves the development of an intelligent control system for a simple model of a nuclear power plant. We also prove some properties of the AgentSpeak(RT) architecture such as guaranteed reactivity delay of the AgentSpeak(RT) interpreter and probabilistic guarantees of successful execution of intentions by their deadlines. We extend the AgentSpeak(RT) architecture to allow the parallel execution of intentions. We present a multitasking approach to the parallel execution of intentions in the AgentSpeak(RT) architecture. We demonstrate advantages of parallel execution of intentions in AgentSpeak(RT) by showing how it improves behaviour of the intelligent control system for the nuclear power plant. We prove real-time guarantees of the extended AgentSpeak(RT) architecture. We present a characterisation of real-time task environments for an agent, and describe how it relates to AgentSpeak(RT) execution time profiles for a plan and an action. We also show a relationship between the estimated execution time of a plan in a particular environment and the syntactic complexity of an agent program

Mobile Robots

The objective of this book is to cover advances of mobile robotics and related technologies applied for multi robot systems' design and development. Design of control system is a complex issue, requiring the application of information technologies to link the robots into a single network. Human robot interface becomes a demanding task, especially when we try to use sophisticated methods for brain signal processing. Generated electrophysiological signals can be used to command different devices, such as cars, wheelchair or even video games. A number of developments in navigation and path planning, including parallel programming, can be observed. Cooperative path planning, formation control of multi robotic agents, communication and distance measurement between agents are shown. Training of the mobile robot operators is very difficult task also because of several factors related to different task execution. The presented improvement is related to environment model generation based on autonomous mobile robot observations