Локализация — это то, как робот знает, где он находится. Не просто на карте, а в реальном мире, относительно стен, объектов и людей. Она отвечает на вопрос: где я? Без локализации мобильный робот заблудится.

GPS работает на открытом воздухе, но дает сбои в помещении и под густым лесным покровом. Дрейф одометрии колес. Дрейф инерциального измерительного блока (IMU). Камеры и лидар могут распознавать ориентиры, но только если робот примерно знает, куда смотреть. Локализация объединяет эти источники. Фильтр частиц или фильтр Калмана поддерживает распределение вероятностей по возможным положениям и обновляет его по мере поступления новых данных от датчиков.

Методы локализации

• GPS: определение абсолютного местоположения на открытом воздухе, точность на уровне метра.
• Одометрия: относительное движение, определяемое энкодерами колес.
• На основе ориентиров: сопоставляет данные датчика с известными объектами.
• На основе маяков: определение местоположения осуществляется методом триангуляции от стационарных передатчиков.
• SLAM: одновременно строит карту и определяет местоположение внутри неё.

Определение местоположения внутри помещений сложнее, чем на открытом воздухе. GPS не работает. Стены блокируют сигналы. Отражающие поверхности вводят в заблуждение лидар. Wi-Fi и Bluetooth-маяки помогают, но неточны. Некоторые системы используют сверхширокополосные радиомодули для достижения сантиметровой точности. Другие используют визуальные маркеры или природные особенности. Наилучший подход зависит от окружающей среды и требуемой точности. Роботу на складе необходима сантиметровая точность для стыковки с зарядным устройством. Робот-доставщик на тротуаре может обойтись и в один метр. Определение местоположения — основа автономности. Без него робот не сможет планировать, перемещаться или действовать надежно.