Human-Aware Robot Navigation Using The Social Force Model

Human-Aware Robot Navigation Using The Social Force Model

Advisor: 

Levent Akın

Assigned to: 

Yiğit Yıldırım

Type: 

Year: 

2015

Status: 

Summary:

Today, the long-lived dream of employing autonomous mobile robots in human environments is more close to coming into reality than ever. Most of the fundamental navigation problems are solved due to an extensive research on the field of mobile robotics. Today, there are many navigation strategies that enable robots to navigate through their surrounding environments in a collision-free manner. However, Human-Robot Interaction (HRI), suggests that, in addition to being safe, navigation of a robot must be understandable to humans, as well. Comprehensibility of the movements of a robot increases its acceptance among humans. This way, it is believed by many that, we will begin to internalize the presence of mobile robots in our daily lives. The concept of human-aware navigation refers to these shortcomings of the previous methods in this direction. Social Force Model was proposed to describe the motion of the pedestrians. We use this approach to develop a human-aware navigation module for our tour-guide robot. This model is a variant of a large-family, so-called artificial potential fields. The nature of the model makes it a good candidate for local path planning. In this work, we present the model and the differences of it from fundamental path planning algorithms. We explain the implementation of the model as a local path planner and show on simulated environment that a more socially-acceptable motion may be achieved using this model.

Özet:

Otonom robotların insanlara ait yaşam alanlarında görevlendirilmesi hedefi, uzun soluklu bir tutku olmakla birlikte, günümüzde gerçekleşmeye - evvele kıyasla - çok daha yakındır. Robot navigasyonunda karşılaşılan temel sorunların birçoğu, bu alanda yapılan yoğun çalışmalar sonucu çözülmüştür. Literatürde, hareketli robotların hiçbir yere çarpmadan hedeflerine ulaşmalarını sağlayacak birçok navigasyon yöntemi bulunmaktadır. Bununla birlikte, İnsan-Robot Etkileşimi (İRE) çalışmaları, hareketli robotların çarpışmasızlık açısından güvenli olmalarının yanında, hareketlerinin insanlar tarafından anlaşılabilir olmasının da gerekli olduğunu ortaya koymaktadır. Hareketli robotların hareketlerindeki anlaşılırlık, onların insan nezdinde kabul görme oranını artıracaktır. Bu sayede, biz insanlar, gündelik hayattaki robot varlığını içselleştirmeye başlayacağız. İnsan-farkında navigasyon, eski navigasyon yöntemlerinin bu doğrultudaki eksikliklerine atfen ortaya çıkmıştır. Sosyal Kuvvet Modeli, ilk olarak, yayaların hareketlerini matematiksel olarak ifade etmek amacıyla ortaya atılmıştır. Bu yaklaşım, tur rehberi olarak görev alacak robotumuzun üzerinde çalışmasını planladığımız, insan-farkında navigasyon modülünü geliştirmek için kullanılmıştır. Bu model, yapay potansiyel alanlar ailesinin bir üyesidir; doğası itibariyle, robot navigasyonunda yerel patika planlayıcı olarak kullanılmaya uygundur. Çalışmada, söz konusu model sunulmakta ve onun temel patika planlama algoritmalarından farkları anlatılmıştır. Yaklaşımın, yerel patika planlayıcı olarak programlanış detayları aktarılmakta ve benzetim ortamında, sosyal olarak kabul edilebilirliği daha yüksek navigasyon üreten algoritmamızın işleyişi gösterilmektedir.

Contact us

Department of Computer Engineering, Boğaziçi University,
34342 Bebek, Istanbul, Turkey

  • Phone: +90 212 359 45 23/24
  • Fax: +90 212 2872461
 

Connect with us

We're on Social Networks. Follow us & get in touch.