I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o be r   20 20 ,   pp .   500 ~ 509   IS S N :   25 0 2 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 1 . pp 500 - 509             500       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   D e v e l o p i n g   a   r e a l   t i m e   n a v i g a t i o n   f o r   m o b i l e   r o b o t   a t   u n k n o w n   e n v i r o n m e n t s       S ar ah   H ai d e r   A b d u l r e d ah ,   D h e yaa   Jas i m   K ad h i m   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t y   of   B a g hda d,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   J a n   7 ,   20 20   R e v i s e M a r   5 ,   202 0   A c c e pt e M a r   1 9 ,   202 0       M o bi l e   r o bo t   ne e ds   t o   na v i g a t e   a t   unk no w e nv i r o nm e n t s   a n c ons t r uc t i ng   i t s   m a p s   a t   t he   s a m e   t i m e .   T h e r e f o r e ,   w e   p r o po s e t o   us e   a a l g o r i t hm   na m e d   s i m u l t a ne o us   l o c a l i z a t i o a n m a pp i ng   ( S L A M ) .   T h e n ,   w e   s ug g e s t e d     t he   e x t e n de d   ka l m a n   f i l t e r   a l g o r i t hm   ( E K F )   t o   s o l v e   t h e   S L A M   pr o bl e m   w hi c i s   i m p l e m e nt e a t   di f f e r e nt   un kno w e nv i r o nm e nt s   c o n t a i ni ng   a   di f f e r e n t   num b e r   o f   l a ndm a r k s   w he r e   t he   d e t e c t a b l e   l a ndm a r k s   w i l l   p l a y   a i m po r t a nt   r o l e   i c o nt r o l l i ng   t he   o v e r a l l   n a v i g a t i o pr o c e s s   a n d   o E K F - S L A M   t e c hni q ue s   p e r f o r m a nc e .   M A T L A B   s i m ul a t i o r e s u l t s   s ho w   t ha t     t he   pe r f o r m a nc e   o f   E K F - S L A M   pa t h   i s   e n ha nc e a s   t h e   n um be r   o f   l a ndm a r k s   i nc r e a s e d ,   s o   t he   p e r f o r m a nc e   be c o m e s   be t t e r   a s   c o m pa r e w i t a o do m e t r y   pa t de p e nd i ng   o t he   v a l u e   o f   m e a s qua r e   e r r o r .   A f t e r   t h a t ,   w e   s i m ul a t e m o bi l e   r o bo t   p l a t f o r m   na m e T ur t l e B o t 2e   i G a z e bo   s i m u l a t o r   t o   a c hi e v e   t he   S L A M   a l g o r i t hm   f o r   di f f e r e n t   e nv i r o nm e nt s   ba s e o   G - m a ppi ng   a l g o r i t hm   w hi c w a s   b ui l t   o r o bo t   o pe r a t i ng   s y s t e m   ( R O S ) .     T he   m a i c o nt r i bu t i o t ha t   c o m e s   w i t t h i s   w o r i s   t h e   s i m ul a t i o o f   S L A M   t e c hni que   i s   do ne   b y   us i ng   t w o   di f f e r e n t   s o f t w a r e   pl a t f o r m s   s e pa r a t e l y   ( M A T L A B   a nd  R O S ) .   F i n a l l y ,   t he   e x e c ut i o t i m e   t o   bu i l d   a   m a p   i s   c om put e f o r   e a c e nv i r o nm e nt   i G a z e bo   s i m ul a t o r ,   a nd  w e   c o nc l ude t h a t   i t   i s   i nc r e a s e w he n   t he   l a ndm a r k s   a r e   i nc r e a s e d .   Ke y w or d s :   E K F - S L A M   G a z e b o   a n d   r v i z   M ob i l e   r o b o t   R O S   T u r t l e b o t 2e   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   S a ra H a i de A b dul r e da h ,   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,     U n i v e r s i t y   of   B a gh da d,   B a g h da d,   I ra q .   E m a i l :   s a r a h. ha i de r 94 @ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   l a t e s t   r e s e a r c h   t r e n ds   i n   r o b o t i c s   h a v e   w i t n e s s e dr a m a t i c   a dv a n c e m e n t s   i n   us i n r o b o t s   t f a c i l i t a t e   h u m a di f f i c ul t   j o b s   s u c h   a s   t h e   s u r v e y   of   m a r s   o a na l y s e s   of   t h e   s e a   b o t t o m   s uc a p pl i c a t i o n s   n e e t h a t   t h e   r o b o t   c a n   na v i ga t e   i n   u nk n o w n   e n v i r o nm e n t s   [1 - 7].   T h e   n a v i g a t i o n   i s s ue   i s   c o n s i de r e o n e   o   t h e   m o s t   i m po r t a n t   i s s ue s   i n   c u rr e n t   r e s e a r c t r e n ds   i rob o t i c s   [8 - 11].   A   ke y   c o n di t i o n   f o r   s uc c e s s f ul   na v i ga t i o n   i s   t h e   c a p a b i l i t y   of  l o c a l i z a t i o n   a nd  b ui l di ng  m a ps   of   un k n o w n   e n v i r o nm e n t s   f o r   a   m o b i l e   r o bo t ,   w h i c h   i s   a l s o   w e l l - kn o w n   a s   s i m u l t a n e o us   l oc a l i z a t i o n   a nd  m a pp i n (S L A M [12,   13] .   F i r s t l y ,   S L A M   i s   pr e s e nt e i 1986   w h i c i s   c o n s i de r e a s   o n e   o f   t h e   A I   t e c h ni que s   t ha t   b e n e f i t   f r o m   t h e   m o b i l e   r o b o t ’s   na v i ga t i o n   i n   a t   u n k n o w n   e n v i r o nm e n t   [14 ],   t o   c o n s t r uc t   a   n e w   m a f o r   t h i s   e n v i r o n m e n t   s o   a s   o t h e r   r o b o t s   c a n   n a v i g a t e   i t   s m o o t h l y   i n   t h e   f ut ur e   [15].   S o ,   t h e   S L A M   prob l e m   c a n   de f i n e   a s   a   c a s e   s t ud y   of   a   c h i c ke n - or - e gg  p r o b l e m   [16 - 18] .   T h e   m a i n   p r o b l e m   w i t h   S L A M   i s   t ha t   m e a s u r e m e n t s   t h a t   re a f r o m   t h e   s e n s o r s   a l w a y s   c o n t a i n i n g   n o i s e   a n d   u n c e rt a i n t i e s   i i t s   po s i t i o ni n g   p r o duc e by   t h e   m o t i o n   o f   t h e   r o b o t   [19 2 0] .   S o ,   t h e r e   a r e   di f f e r e n t   s o l ut i o n s   t o   s o l v e   t h e   S L A M   pr o b l e m .   T h e   b e s t   e s t i m a t i o n   a ppr o a c h e s   t h a t   us e s uc h   e xt e n de k a l m a n   f i l t e (E K F )   [21 ] u n s c e n t e ka l m a n   f i l t e r   (U K F )   [22]   a n ra o   bl a c kw e l l i s e pa rt i c l e   f i l t e r   (R D P F [ 23 ].   I n   o u r   w o r k,   w e   w i l l   f o c us   o n   t h e   E xt e n de K a l m a n   F i l t e r   a l go r i t hm   [ 24 ] .   E K F - S L A M   i s   de pe n de n t   o t h e   E K F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e v e l op i ng   r e al   t i m e   nav i ga t i on   f or   m ob i l e   r ob ot s   a t   unk n o w e nv i r onm e n t s   ( Sar ah  H ai d e r   A bdul r e dah )   501   a l go ri t hm   w h i c h   i s   a n   e xt e n de a pp r o a c h   t ha t   i s   us e o r i gi na l l y   fo r   e s t i m a t i o n   o f   t h e   l i n e a r   s y s t e m s   w h i l e     t h e   E K F   i s   us e f o r   e s t i m a t i o o f   t h e   n o n - l i n e a s y s t e m s   [12,   25 - 28 ]   B r i e f l y ,   w e   c a n   s um m a r i z e   o ur   w o r i nt o   t w o   ph a s e s   a t   t h e   f i r s t   p ha s e ,   o ur  p r o po s a l   m o di f i e E K F - S L A M   i s   s i m u l a t e a n d   i m pl e m e nt e us i n g   M A T L A B   s i m ul a t o r   f o r   d i f fe r e nt   u n k n o w n   e n v i r o nm e nt s   t ha t   c o n t a i di f f e r e n t   n u m b e r s   o f   l a ndm a r ks   t o   s t udy   t h e   e ff e c t   of   t h e   i n c r e a s i n num b e r   o f   l a n d m a r ks   o E K F - S L A M   pa t h   a nd  O do m e t r y   pa t h   a n t o   e nha n c e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   m o b i l e   r o bo t   t ra j e c t o r y .   A t   t h e   s e c o n d   pha s e   of   t h i s   r e s e a r c h   w o r k,   w e   s ugge s t   a   m ob i l e   r obo t   n a m e T u r t l e B o t 2e   t a c h i e v e   t h e   S L A M   a l go r i t hm   i r e a l   s i m u l a t i o n   w o r l c a l l e by   G a z e bo   w o r l us i ng  G - m a ppi n a l go ri t hm   w h i c h   i s   t h e   p a c ka ge   i n   R O S   pr o v i de s   t h e   t o o l s   t o   c r e a t e   a   2D   b a s e   m a p   us i n l a s e r   a n da t a   o f   O do m e t r y   [29 - 31].   I n   t h i s   w o r k,     t h e   T u rt l e b o t 2e   r o bo t   i s   e qui ppe w i t h   a n   IR   e m i t t e s e n s o r   p r o v i de by   t h e   K i n e c t   c a m e r a   t o   de t e c t     t h e   e n v i r o nm e n t   w h i c h   c o nt a i n s   d i f f e r e n t   num b e r s   o f   l a n dm a r ks   a nd  o b s t a c l e s   [32 - 34] .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   r e s e a r c h   w o r ks   a r e   de v e l o pe i n   t h e   l a s t   y e a r s   a go   t ha t   de a l   w i t h   S L A M ,     E K F - S L A M   a nd  t h e i a pp l i c a t i o n s   i n   r o b o t i c s   e n v i r o nm e nt s   a s   f o l l ow s :   In   [2 4],   de s c r i b e t h e   i m p l e m e nt a t i o n   o f   E xt e n de K a l m a F i l t e r   u t i l i z i n P y t h o n   o v e r   a   m o b i l e   r o bo t   a n i n v e s t i ga t i o n   o f   i t s   qua l i f i c a t i o n   i n   t h e   a c t ua l   e xi s t e n c e   of   t h e   ph y s i c a l   e n v i r o nm e n t   I n   [25] ,   2D   E K F - S L A M   fo r   m o b i l e   w h e e l e d   r o b o t s   i s   a ppl i e t o   e v a l u a t e   t h e   s t a t e   o f   a   U G V   o pe r a t i ng  i n   a   r e a l   e n v i r o n m e n t   i n v o l v i n dy n a m i c   ob j e c t s   i n   a   r e a l   e n v i r o n m e nt .   I n   [31] ,   i nt r o duc e a   s i m ul a t i o n   e n v i r o nm e n t   f o r   m o b i l e   r o b o t s   b a s e o n   R O S   a n d   G a z e b o .   In   [32],   p r e s e nt e t h e   S L A M   t ha t   i s   i m pl e m e n t e i R O S   by   c a l c ul a t i ng  t h e   t r a v e l   t i m e   t a ke n   by   t h e   r o b o t   m o de l   t r e a c h   t h e   e n d po i nt .   I n   [33 ],   p r e s e n t e t h e   S L A M   a l go r i t hm   b a s e o n   R O S   fo r   s i m ul a t e m o b i l e   r o bo t   o n   G a z e b o   s i m ul a t o r   w i t h   a   s c a nn i ng  l a s e r   t ha t   i s   i nt r o duc e w i t P R a n A R - 601M   r o b o t s .     In  [34] ,   p r e s e n t e t h e   S L A M   f r a m e w o r b a s e o n   l o w - c os t   L i D A R   a n v i s i o f us i o n   i s   i m pl e m e nt e by   us i n T u rt l e b o t w h e r e   t h e   n a v i ga t i o n   p a c ka ge   p r o v i de by   t h e   R O S .   S o ,   o ur   m a i c o n t ri b ut i o o f   t hi s   w o r i s   t h e   s i m ul a t i n g   a n a c hi e v i n g   o f   t h e   S L A M   a l go ri t hm   s e pa ra t e l y   i n   M A T L A B   a n R O S   s of t w a r e   pl a t f o r m s   f o r   di ff e r e n t   u n k n o w n   e n v i r o nm e nt s   ha v i n a   di f f e r e n t   n u m b e r   o f   l a ndm a r ks   w h i c h   t h e y   w i l l   pl a y   a n   i m po rt a nt   r o l e   i n   de t e rm i ni n t h e   m o b i l e   r o bo t ’s   l o c a t i o n   a nd  c o n s t r uc t i n t h e   c o r r e s po n d i n m a ps   o t h e s e   e n v i r o n m e n t s   f o r   f ut ur e   us a ge   i n   a dd i t i o n   t o   i m p r o v e     t h e   pe r f o r m a n c e   of   S L A M   t e c hn i que .   T h e   R O S   s i m ul a t i o r e s ul t   s h o w s   a   f e w   n um b e r s   of   l a n dm a r ks   w i l l   m a ke   t h e   m o b i l e   r o b o t   l o s e s   i t s   pa t h;   t h e r e f o r e ,   i n c r e a s i ng  t h e   n u m b e r   o f   l a ndm a r ks   w a s   gi v e n   a   m o r e   a c c ur a t e   p a t h.   F i n a l l y ,   t h e   m o b i l e   r o b o t   n e e ds   a   l o n g   t i m e   t o   ob s e r ve   t h e   u n k n o w n   e n v i r o nm e nt .         2.   P R O P O S ED   P R O C ED U R E   In   o u r   w o r k,   w e   s ugge s t e us i n E K F   a s   a   f i l t e r   t o   s o l v e   t h e   S L A M   pr o b l e m   w h i c h   i s   o n e   of    t h e   g r e a t e s t   f a m o us   m e t h o ds   ut i l i z e i n   t h e   l o c a l i z a t i o p r o c e dur e   o f   m ob i l e   r o bo t s   w h e r e   t h e   p r o b l e m   oc c ur s   due   t o   t h e   n o i s e   a n u n c e r t a i nt i e s   i i t s   po s i t i o n i ng  p r o duc e by   t h e   m o t i o n   o f   t h e   r o b o t .   S o ,   E K F - S L A M   i s   s i m ul a t e a n i m p l e m e n t e us i ng  M A T L A B .   T h e n,   w e   s ugge s t e e n ha n c i n g   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   E K F - S L A M   by   i n c r e a s i n g   t h e   num b e r   o f   l a n d m a rks .   T h e n ,   w e   i n c r e a s e t h e   n u m b e r   o f   l a n dm a r ks   t o   s e e   t h e   e f fe c t   o i n c r e a s i ng  o n   t h e   pe r f o r m a n c e   of   E K F - S L A M   t r a j e c t o r y   a n O do m e t r y   t r a j e c t o r y   a n w e   w a t c h e w h a t   ha ppe n e t o   t h e   pa t h   o t h e   r o b o t   i n   t h e   e ve n t   o a n   i n c re a s e   o r   de c r e a s e   i n   t h e   n um b e r   o f   l a n d m a r ks .     S o ,   E K F   us e s   f i r s t - o r de r   T a y l o r   s e r i e s   e xt e n s i o n   t o   gra s t h e   l i n e a r i z a t i o n   o f   n o n l i n e a r.   T o   de s c r i b e   t h e   E K F - S L A M   pr o c e s s ,   i t   c o n s i s t s   o f   t w o   s t a ge s   a s   f o l l ow s .     2. 1 .   EK F - S LA M   p r e d i c t i o n   s tage   In   t h i s   s t a ge ,   w e   c o n s i de r   o n l y   t h e   p r e v i o us   e s t i m a t e po s i t i o n s   o f   t h e   O do m e t r y   m o t i o n   m o de l   t pr e di c t   t h e   c urr e nt   po s i t i o n   o f   t h e   m o b i l e   r o bo t .   It   c a n   b e   e xpr e s s e by   m e a n   a nd  c o v a r i a n c e   w h i c h     t h e   p r e di c t e d   m e a     ̅   i s   e qua l   t o   n o n l i n e a f un c t i o g   de pe n de o t h e   p r e v i o us   m e a n             a n d   c o n t r o l         a s   in   ( 1)  t h e   c o v a r i a n c e   m a t ri x       ̅ in   (1)   i s   t a ke i nt o   a c c o un t   t h e   J a c o b i a m a t ri x   o f   n o nl i n e a f u n c t i o g .   It   i s   de pe n di n g   o t h e   p r e v i o us   c ov a r i a n c e   m a t r i x ,   a n d         w h i c i s   de f i n e a s   n o i s e   c o v a r i a n c e   t h a t   i s   a dde t o   pr o c e s s   t hr o ug t h e   m o t i o c o n t r o l   a s   f o l l ow s :     11 ( , ) , T t t t t t t tt g u G G R     (1)     T h e   di m e n s i o n   o f   E K F - S L A M   i s   (2n + 3) .   S o ,   t o   m a t h e   n o nl i n e a r   f un c t i o n   a c c o r di n t o   t h e   di m e n s i o (2 n+ 3)  s p a c e .   T h e   s t a t e   o f   t h e   m o b i l e   r o b o t   w i l l   c ha n ge   b ut   t h e   s t a t e   o f   l a n d m a rks   a r e   n o t   c h a nge d.   N o w ,   w e   w i l l   c o m put e   t h e   J a c o b i a n   m a t ri by   t a ki n t h e   pa rt i a l   de r i v a t i v e   f o r   n o nl i n e a r   f u n c t i o n   a c c o r di n t o   t h e   r o b o t   a n d   l a n d m a r ks   po s i t i o n s .   T h e   e rr o e l l i ps e   w i l l   b e   l a r ge ,   u n c e r t a i nt y   w i l l   g r o w   a n t h e   e ffe c t   of   l e f t   a n d   r i g h t   c o nt ro l l e b e c o m e s   s m a l l e i n   t he   p re d i c t i o s t a g e .   T he   s o l u t i o i s   t o   g o   t o   u s e   t he   c o r re c t i o n   s t a g e   o f   E K F .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     500   -   509   502   2. 2 .   EK F - S LA M   c o r r e c ti o n   s tage   In   t h i s   s t a ge ,   w e   c o n s i de r   t h e   c o r r e c t i o n   ga i n   i s   n e c e s s a r y   t o   upda t e   t h e   m e a n   a n c o v a r i a n c e   o   t h e   c urr e n t   s t a t e .   A l s o ,   i t   i s   k n o w n   a s   t h e   K a l m a n   ga i n.   N o w ,   w e   c o m put e   t h e   K a l m a ga i n         by   c o m put e     t h e   t h e   J a c o b i a n   f u n c t i o     of   o bs e r v a t i o n   f u n c t i o h .   T h e   c o m put a t i o n   o f   K a l m a n   g a i t e l l s   us   h o w   m uc h   t h e   c e r t a i n t y   t h e   r o b o t   a b o ut   i t s   p r e di c t e b e l i e f   a n h o w   m uc t h e   c e rt a i n t y   of   t h e   r o bo t   a b o ut   s e n s i n a   pr o pe rt y   of   obs e r v a t i o n,   a n d   t h e n   w e   h a v e :     1 TT t t t t t tt K H H H Q     (2)           i s   t he   u nc e r t a i n t y   o f   t he   s e ns o o b s e rv a t i o n   ( no i s e   c o v a ri a nc e ) .   F i n a l l y ,   t he   m e a n   a nd   c o v a r i a n c e   o f   t h e   c o r re c t i o s t a g e   o f   E K F - S L A M   a r e   p ro d u c e d   a s   f o l l o w s :     , t t t t t t t t t K z h I K H   (3)       3.   R ES EA R C H   M ET H O D O L O G Y   U s i n M A T L A B   s i m u l a t o r ,   w e   pr o po s e t hr e e   t y pe s   o f   m o b i l e   r o bo t   t ra j e c t o r y   s uc h   a s   a c t ua l   t r a j e c t o r y ,   E K F - S L A M   t r a j e c t o r y   a n O do m e t r y   t ra j e c t o r y   t ha t   m o v e   i n   a   c i r c ul a r   p a t c o un t e r   c l o c kw i s e   a t   t h e   p r o po s e e n v i r o nm e n t ;   t h e r e   w i l l   b e   a n   i n t e r s e c t i o n   a m o n t h e   t a ke n   m e a s u r e m e n t s .   N o w ,   be c a us e   o   t h e   c i r c ul a f e a t u r e s   o f   t h e   p r o po s e e n v i r o nm e nt ,   t h e r e   w i l l   b e   a n   i nt e r s e c t i o n   a m o n t h e   t a ke m e a s u r e m e nt s .   S o ,   i t   i s   d i f f i c ul t   t o   s e e   t h e   l o c a t i o n s   o f   t h e s e   t hr e e   c a t e go ri e s   a t   e a c t i m e   i n s t a n c e   a nd  t h i s   c a us e s   a n   i na b i l i t y   t o   n o t i c e   t h e   e ff i c i e n c y   a n pe r f o r m a nc e   of   t h e   p r o po s e E K F - S L A M   t e c h n i que   a n d   o do m e t r y .   T o   s o l v e   t h i s   i s s ue ,   w e   go  t o   d e t e r m i n e   t h e   di s t a n c e   e r r o r   b e t w e e n   t h e   a c t ua l   r o bo t   t ra j e c t o r y   t E K F - S L A M   r o bo t   t r a j e c t o r y   de n o t e by   ( D 1 a n di s t a n c e   e r r o r   b e t w e e n   t h e   a c t ua l   r o b o t   t r a j e c t o r y   t o do m e t r y   r o b o t   t ra j e c t o r y   de n o t e by   ( D 2 a s   f o l l o w s :     2 2 1         (     ) D x E st x A c tua l y E st y A c tua l   (4)     2 2 2         (     ) D x O do x A c tua l y O do y A c tua l   (5)         , , ,   a n d   ( , ) A c t u a l A c t u a l E s t E s t O d o O d o x y x y x y a r e   t h e   c oo r di n a t e s   of   t h e   a c t u a l ,   e s t i m a t e a nd  o do m e t r y   r obo t   po s i t i o n s   r e s pe c t i v e l y .   T o   s t ud y   t h e   e ff e c t i v e n e s s   of   i n c r e a s i n t h e   n um b e r   o f   l a n dm a r ks   o n   t h e   pe r f o r m a n c e   of   bo t h   E K F - S L A M   a n O do m e t r y   t ra j e c t o r i e s ,   w e   h a v e   t o   de t e rm i n e   t h e   m e a s qua r e   e rr o r   f o r   b o t h   pr e v i o us   di s t a n c e   e r r o r s   D 1   a n D 2   by   MSE 1   a n MS E 2   r e s p e c t i v e l y   w h e r e   MSE 1   i s   t h e   m e a n   s qua r e   e rr o r   of  t h e   di s t a n c e   e rr o r   b e t w e e n   t h e   a c t ua l   r o bo t   t r a j e c t o r y   t E K F - S L A M   r obo t   t ra j e c t o r y   a n MSE 2   i s   t h e   m e a n   s qua r e   e rr o r   o f   t h e   di s t a n c e   e rr o r   b e t w e e n   t h e   a c t ua l   r o b o t   t r a j e c t o r y   t o O do m e t r y   r o bo t   t r a j e c t o r y   t h e   e xp r e s s i o n s   o f   t h e s e   t w o   m e t r i c s   a r e   gi v e by :     12 11 12           kk ii a M S E D M S E n D d      (6)     w h e r e   i s   t h e   n u m b e r   o r o bo t   l o c a t i o n s .   N ow ,   n u m b e r s   of   e xpe r i m e n t s   a r e   t e s t e i n   M A T L A B   w i t h   a   di f fe r e nt   n u m b e r   o f   l a n d m a rks .   A c c o r di n t o   f o l l ow i n e xpr e s s i n g ,   w e   c o m put e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   E K F - S L A M   w h i c i t   i s   de n o t e by   P e r f . 1   a n d   O do m e t r y   pe r f o r m a n c e   w h i c i t   i s   de n o t e by   P e r f . 2 :     . 1 1 1 1 0 0 , . 2 1 2 1 0 0 P e r f M S E a n d P e r f M S E   (7 )     3. 1 .   M o d e l   d e s i gn   an d   i m p l e m e n tat i o n   I t h i s   p a r t   o f   o u w o rk ,   w e   p ro p o s e d   t o   u s e   G a z e b o   s i m u l a t o t o   s i m u l a t e   t he   m o b i l e   ro b o t s   n a v i g a t i o a t   u nk no w e nv i ro n m e n t   u s i n g   S L A M   t e c h no l o g y .   F o p r a c t i c a l   c o ns i d e ra t i o ns ,   w e   a d o p t e d   he re   t o   u s e   a   m o b i l e   ro b o t   p l a t f o r m   n a m e d   T u r t l e B o t 2 e   t o   d o   o u r   t e s t s   i G a z e b o   s i m u l a t o w i t R v i z   l i b r a ry   b u i l t   o R O S   i n   L i nu x .   I n   o u t e s t s ,   w e   s i m u l a t e d   t he   G a z e b o   w o rl d   t h a t   c o n t a i ns   d i f f e re nt   n u m b e rs   o f   l a nd m a r k s   t o   e x e c u t e   t he   m o v i ng   o f   m o b i l e   ro b o t s   a t   a n   u n k no w e nv i ro n m e nt .   S o ,   t he   e nv i ro n m e n t   i s   b u i l t   i t h e   G a z e b o   w o rl d   t h a t   c o n t a i n s   t h e   s a m e   n u m b e o f   l a n d m a r k s   t h a t   a re   t e s t e d   i t he   p r e v i o u s   e nv i ro n m e n t s   i M A T L A B .   I t h i s   w o rk ,   t he   m o b i l e   ro b o t   s t a r t s   t o   n a v i g a t e   d i f f e re n t   u n k no w i n d o o e nv i ro n m e n t s   w h i c c o n t a i d i f f e re n t   nu m b e o f   l a nd m a rk s   b u i l t - i G a z e b o   s i m u l a t o t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e v e l op i ng   r e al   t i m e   nav i ga t i on   f or   m ob i l e   r ob ot s   a t   unk n o w e nv i r onm e n t s   ( Sar ah  H ai d e r   A bdul r e dah )   503   t e s t   t h e   e f f e c t   o f   i nc re a s i n g   t h e   nu m b e o f   l a n d m a r k s   o t he   p a t o f   t he   m o b i l e   ro b o t   a n d   ho w   m u c o f   t i m e   t h a t   i s   re q u i re d   t o   e s t i m a t e   i t s   p o s i t i o a n d   c o ns t r u c t   a   m a p   o f   t he s e   u n k no w e nv i ro n m e n t s ,   w he re   t he   S L A M   a l g o ri t h m   i s   a c h i e v e d   u s i n g   t he   g - m a p p i n g   t o o l .   I t h i s   w o rk ,   T h e   m o b i l e   r o b o t   s t a r t   t o   n a v i g a t e   i d i f f e re n t   u n k no w i n d o o r   e nv i ro n m e n t   w hi c c o n t a i n s   d i f f e re nt   n u m b e o f   l a nd m a r k s   b u i l t - i G a z e b o   s i m u l a t o t o   t e s t   t he   e f f e c t   o f   i nc re a s e   t he   n u m b e o f   l a n d m a r k   o t he   p a t o f   t h e   m o b i l e   ro b o t   a nd   o t he   t i m e   w h i c t a k e t o   l o c a l i z e   i t s e l f   b y   o b s e rv e   t he s e   l a n d m a r k   a n d   c o ns t r u c t   a   m a p   o f   t he s e   u n k no w e nv i ro n m e n t .   S o ,   S L A M   a l g o r i t h m   i s   a c h i e v e d .       3. 1 . 1.   I n s tal l i n R O S   W e   s t a rt   t o   i n s t a l l   t h e   r o b o t i c   o pe r a t i n g   s y s t e m   (R O S o n   a U b un t i n   L i nux  O S   w h i c h   i s   p r o v i de d   o n   t h e   w e b s i t e   of   R O S . o r w i t h   o b v i o us   s t e ps   e v i de n c e   t o   c o m pl e t e   t h e   i n s t a l l a t i o n .   I t hi s   w o r k,   t h e   v e r s i o of   U b un t i s   16 . 04  L T S   i s   us e d.   R e ga r di ng  t h e   R O S   w i t h   t he   l a t e s t   di s t ri b ut i o n,   t h e   K i n e t i c   i s   t h e   c o de n a m e ,   w h i c h   i s   c o m pa t i b l e   w i t h   U b un t 1 6. 04 .   R O S   i s   i n s t a l l e i n   U b un t us i ng  t e r m i n a l   s o f t w a r e ,   i n   w h i c v a r i o us   p r e c a ut i o n s   w e r e   t a ke t o   s t a rt   t h e   i n s t a l l a t i o n.             T h e   f o l l ow i n s t e i s   t o   t y pe   t h e   n e x t   c o m m a n d   i t e r m i na l   t o   s e t t i ng  u t h e   ke y .         A f t e r   t h e   s o ur c e   l i s t   a n c o n f i gu r a t i o n   ke y s   a r e   de f i n e d,   t h e   pr o c e dur e   o f   i n s t a l l i n a s   w e l l   a s   dow n l o a di n g   R O S   i s   c o m pl e t e d.   S o ,   f i r s t l y   w e   c r e a t e   s ur e   t h a t   t h e   n e w e s t   D e b i a s e t   i s   s e t   up  b y   upda t e     t h e   R O S   pa c ka ge s   by   w r i t i ng  t h e   f o l l ow i n g   c o m m a n d .         T h e   n e xt   s t e i s   t h e   R O S   i n s t a l l a t i o n   pa c k a ge   dow n l o a pr o c e s s .   T d ow n l o a t h i s   pa c k a ge ,     w e   ha v e   t hr e e   di v e r s e   c h o i c e s .   I t h e   f i r s t   m e t h o i s   a   f ul l   do w n l o a o f   t h e   i n s t a l l a t i o R O S   pa c ka ge .         T h i s   i n v o l v e d   2D / 3D   s i m ul a t i o n   pr o g r a m s ,   2D / 3D   na v i ga t i o n   a nd  i n s i g ht ,   t h e   R v i z   3D   v i s ua l i z a t i o i n s t r u m e nt ,   a   g ra p h i c a l   i n t e r f a c e   pr o gr e s s   i n s t rum e n t   na m e d   R qt   a n ge n e r i c   r o b o t   a r c h i v e s .   T h e   i n s t a l l a t i o n   of   t h e   b a s i c   de s kt o i s   t h e   s e c o n c h o i c e   w h i c i n d i v i dua l   i nvo l ve R v i z ,   R qt   a n d   t h e   r o b o t - ge n e r i c   l i b r a ri e s .         T h e   i n s t a l l a t i o n   o f   RO S - b a r e   bo n e   i s   t h e   t h i r c h o i c e   t ha t   i n v o l ve o n l y   t h e   pa c ka ge s   o f   R O S ,     a n t h e   l i b ra r i e s   o f   b ui l ds   a nd  c o m m u ni c a t i o n.           T h e   c o m pl e t e   off i c e   i n s t a l l a t i o n   i s   s e l e c t e fo r   t h i s   j ob .   A f t e r   s e l e c t i n a n i n s t a l l i ng   t h e   i n s t a l l a t i o n   pa c ka ge ,   r o s de h a d   t o   b e   i ni t i a l i z e t o   a l l o w   e a s y   i n s t a l l a t i o n   o f   s y s t e m   de pe n de n c i e s   a s   w e l l   a s   o pe ra t e   s o m e   b a s i c   m e c h a ni s m s   i n   t h e   R o bo t   O pe r a t i n g   S y s t e m .         A   n e w   s h e l l   i s   s t a r t e a t   e a c h   t i m e   i t   i s   s ugge s t e t o   a dd  R O S   e n v i r o nm e n t   v a r i a b l e s   t o   t h e   b a s h   s i t t i ng  e a c t i m e .   T hi s   i s   c o m pl e t e   by   i s s ui n t h e   c o m m a n d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     500   -   509   504       It   i s   a l s o   s ugge s t e t ha t   s e t   up  t h e   c o m m o n l y   us e r o s i n s t a l l   c o m m a n d - l i n e   t o o l .   W i t h   r o s i n s t a l l ,     w e   c a n   e a s i l y   d ow n l o a m a n y   s o ur c e s   f o r   t h e   pa c ka ge s   o f   R O S   w i t h   a   s i n g l e   c o m m a n d .   S y n t a i s   p r o v i de d   i n   t h e   f o l l ow i n c o m m a n d   t o   do w n l o a r o s i n s t a l l .         A f t e r   f o l l ow i n t h e   i n s t a l l a t i o n   i n s t ruc t i o n s ,   R O S   i s   r e a dy   for  t h e   U b un t u   o pe r a t i ng  s y s t e m .     3. 1 . 2.   I n s tal l i n Tu r tl e B o t2e   p ac k ag e s     In   R O S ,   t h e   e xe c ut i o n   o f   a ut o m a t i c   na v i g a t i o n   w i t h   t h e   pe r s o na l   r o b o t   T urt l e B o t 2e   i s   t e s t e i n   a   s i m ul a t e d   w o r l d.   T h e   T u rt l e B o t 2e   pa c ka ge   c a b e   i n s t a l l e w i t t hi s   c o m m a nd  f r o m   t h e   t e r m i n a l .         3. 1 . 3.   B u i l d i n g   e n v i r o n m e n ts   i n   ga z e b o   T h e n,   w e   b ui l a n   u n k n o w n   e n v i r o nm e n t   w i t h   a   n u m b e r   o f   f e a t ur e s   by   o pe n i n a   ga z e b o   s i m ul a t o r   w i n do w   a n b ui l d i n i t   i n s i de   G a z e b o   a n s a v i n i t   o n   L i n ux  w i t h   a   s pe c i f i c   n a m e .   T h e n   w e   c a l l     t h e   T u rt l e B o t 2e   i n s i de   t hi s   e n v i r o nm e nt   t hr o ug h   t h e   f o l l ow i ng  c o m m a n d :         We  t e s t e t h e   s i m ul a t i o n   o f   t h e   T u rt l e B o t 2e   w h i c h   s t a rt s   t o   n a v i ga t e   i a u nk n o w n   e n v i r o nm e n t .   T h e   r o b o t   i s   of  t h e   o pi n i o n   t ha t   h e   ha s   n o   i de a   o h i s   e n v i ro n m e n t   a nd  t h e r e f o r e   c a nn o t   y e t   n a v i ga t e   f r e e l y .   U s i n a n y   l a s e a nd  o do m e t e r   d a t a   f r o m   t h e   m o b i l e   r o bo t ,   a   m a c a b e   c a l c ul a t e a n c r e a t e b y   us i n t h e   g - m a ppi ng  a l go ri t hm   b ui l t   us i ng  t h e   R O S   t o o l     3. 1 . 4.   C o n tr o l l i n Tu r tl e B o t2e   at   u n k n o w n   e n v i r o n m e n t   W e   a l l o w   t he   T u r t l e B o t 2 e   t o   m o v e   e v e ry w he re   i t he   e nv i ro n m e n t   p hy s i c a l l y ,   t he   re m o t e   k e y b o a rd   c o nt ro l   i s   re q u i re d   t o   c o n t ro l   t he   T u r t l e B o t 2 e .   T he   t e r m i n a l   c o m m a n d   l i n e   h a s   b e e n   e x e c u t e d   t o   m o v e   t he   m o b i l e   ro b o t .         T h e   b a s i c   m o v e m e n t s   o f   T u r t l e B o t 2e   a r e   c o nt r o l l e by   t h e   ke y bo a r o f   o ur   P C .   F i na l l y ,   t o   i n c r e a s e   t he   s p e e d   o f   t he   m o b i l e   ro b o t   i s   c l i c k   o q - k e y b o a rd .   I n   t h i s   w o rk ,   t he   s p e e d   o f   t he   T u r t l e B o t 2 e   i s   re a c he d   t o   0 . 7 m / s .     3. 1 . 5.   S tar ti n g   G - m ap p i n to o l   W e   m a ke   a i nt e rn a l   e n v i r o nm e nt   m a p   by   s t a r t i ng  t h e   g - m a ppi n g   i n s t rum e n t .   T h e   c o m m a n l i n e   i t h e   t e rm i na l   ha s   b e e n   s pe c i f i e d.   T h e   g - m a pp i n p a c ka ge   s uppl i e s   S i m ul t a n e o us   L o c a l i z a t i o n   a n M a p pi n g   (S L A M ),   a s   R O S   n o de   n a m e S L A M   g - m a ppi ng.           3. 1 . 6.   V i s u al i z i n g   u s i n R v i z   p l atfo r m   T h e   2 - D   m a p r o gr e s s   v i s ua l i z a t i o n   i s   v i s i b l e   f r o m   t h e   R v i z   pl a t f o rm .   S o ,   t h e   R v i z   pl a t f o r m   i s   us e t o   v i e w   t h e   na v i ga t i o n   o f   t h e   m o b i l e   e n v i r o n m e n t   w h e n   b ui l a   m a p .   T h e   t e rm i na l   c o m m a n l i n e   i s   r u n   t v i e w   t h e   na v i ga t i o o f   T u r t l e Bo t 2e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e v e l op i ng   r e al   t i m e   nav i ga t i on   f or   m ob i l e   r ob ot s   a t   unk n o w e nv i r onm e n t s   ( Sar ah  H ai d e r   A bdul r e dah )   505       3. 1 . 7.   S av i n Y A M L - fi l e   T h e   m a m a de   f r o m   S L A M   g - m a pp i n p r o c e s s   i s   ke pt   v i a   t h e   c o m m a nd  l i n e   i t h e   t e r m i n a l   w h e r e   t h e   f i l e   o f   t h e   m a i s   s a v e a s   a   Y A M L - f i l e .         T h e   e xt e n s i o n   " m y _m a p"   i n   t h e   pr e v i o us   c o m m a n c a n   b e   a n y   n a m e   w e   a s s i gn   t o   t h e   m a t ha t   w a s   b ui l t   o n   Rv i z .   W hi l e   m y _m a p. y a m l   i s   a   s h o rt   f i l e   t h a t   c o n t a i n s   i n f o r m a t i o n   a b o ut   t h e   m a i m a ge   b ut   a l s h a s   t h e   f i xe n a m e   o t h e   i m a ge   f i l e .   S o ,   i f   w e   a l t e rna t e   t h e   m a p   f i l e   n a m e ,   b e   s ur e   t o   e di t   t h e   y a m l   f i l e   t m a ke   t h e   c o rr e s po n di n g   na m e   a l t e rna t e ,   t h e a l s o   a l t e rna t e   t h e   y a m l   f i l e   na m e   i t s e l f .     3. 1 . 8.   R e q u e s ti n s av e d   m ap   In   t h e   p r e v i o us   l a s t   s t e p,   t h e   m a i s   s a v e fo r   us e   a t   a n o t h e t i m e ,   t h e n   t o   a l l o w   t h e   m o b i l e   r o bo t   t na v i ga t e   i n   t hi s   m a o f   t h e   k n o w n   e n v i r o n m e n t .   T h e   ga z e b w o r l d ,   w h i c h   w e   b ui l t   i t s   m a p,   i s   r e - o pe n e b y   r e t u rni n g   t h e   c o m m a n l i n e   i n   t h e   s t e 4   i n   t h e   s e c o n w i n d ow   of   a   c o m m a n d - l i n e   i s   e n t e r e i n   t h e   t e rm i na l   b e l ow   t o   o pe n   t h e   f i n a l   m a p.         3. 1 . 9.   V i e w i n g   n av i gati o n   p r o c e s s   F i na l l y ,   a   c o m m a n d - l i n e   i s   e nt e r e i n   t h e   t e rm i na l   b e l ow   t o   v i e w   t h e   na v i ga t i o n   o f   t h e   m o b i l e   r o b o t   i n   K n o w n   e n v i r o n m e nt .           4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N     F i r s t l y ,   i n   p ha s e . di f f e r e n t   e n v i r o nm e n t   c o n t a i ni n o n e   l a nd m a r k   a n d   e i g h t   l a ndm a r ks   o rga ni z e i a   c i r c ul a r   p a t w i t h   a   d i f f e r e n t   l o c a t i o (x,   y a n d   t h e n,   t e s t   t h e   i m p a c t   o f   t h e   i n c r e a s i n g   l a n d m a r k   f r o m   o n e   t o   e i ght   o t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   E K F - S L A M   p a t h   a n d   O do m e t r y   pa t h .   T h e   v a r y i n o f   t h e   d i s t ri b ut i o n   f o r m   o l a n d m a rks   i n s i de   t h e   e n v i r o n m e n t   i s   n o   i m pa c t   o n   t h e   E K F - S L A M   pe r f o r m a n c e   t h e s e   e n v i r o n m e nt s   c a n   b e   e xpr e s s e a s   s h ow n   i n   F i g u r e s   a n 2.   S o ,   t h e s e   e n v i r o n m e n t s   a r e   s i m ul a t e i n   M A T L A B   s of t w a r e   us i n g     M - f i l e   t t e s t   t h e   e ffe c t i ve n e s s   of   t h e   E K F - S L A M   t r a j e c t o r y   a n o do m e t r y   t r a j e c t o r y   a c c o r di n g   t o   t h e   a c t u a l   r o b o t   t r a j e c t o r y   w e   s e e   t h e   E KF - S L A M   t ra j e c t o r y   (de s i r e pa t h i s   c l o s e t o   t h e   a c t ua l   pa t h   w h i l e     t h e   o do m e t r y   t r a j e c t o r y   di ve r ge s   f r o m   t h e   a c t u a l   t r a j e c t o r y   fo r   o n e   l a n d m a rk  c a s e   a n b e c o m e   m o r e   c l o s e t a c t ua l   t r a j e c t o r y   w h e n   t h e   n u m b e r   o f   l a ndm a r ks   i s   i n c r e a s e d   t o   e i ght   l a ndm a r ks           F i gu r e   1 .   T h e   e n v i r o n m e n t   c o n t a i n s   o n e   l a n d m a r k       F i gu r e   2 .   T h e   e n v i r o n m e n t   c o n t a i n s   e i g h t   l a n d m a rks   - 2 5 - 2 0 - 1 5 - 1 0 -5 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 30 E K F   S L A M   R e s ul t X   ( m ) Y   ( m )     a ct u a l   t r a j e ct o r y o d o m e t r t r a j e ct o r y E K F   S L A M T r u e   L M - 2 0 - 1 5 - 1 0 -5 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 30 E K F   S L A M   R e s ul t X   ( m ) Y   ( m )     a ct u a l   t r a j e ct o r y o d o m e t r t r a j e ct o r y E K F   S L A M T r u e   L M Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     500   -   509   506   T h e   di s t a n c e   e rr o r s   D a nd  D a r e   o b t a i n e f o r   t h e   t r a j e c t o r i e s   of   E K F - S L A M   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   w h e r e   M S E a n d   M S E w e r e   c o m put e f o r   b o t h   D a n d   D 2.   T h e   v a l ue   o f   M S E i s   l o w e r   t h a M S E 2   t he re f o re ,   t he   p e rf o rm a nc e   i t he   e nv i ro n m e n t   w hi c c o nt a i ns   o ne   l a nd m a rk   i s   no t   p e rf e c t   b u t   t he   p e rf o rm a nc e   o f   t he   e nv i ro n m e nt   t h a t   ha v e   e i g ht   l a nd m a rk s   i s   v e r y   p e rf e c t   a nd   b e c o m e s   hi g he a s   c o m p a re d   t o   t h e   p r e v i o us   c a s e s   t h a t   h a v e   f e w   l a n dm a r ks   s o   t h e   di s t a n c e   e rr o r s   o f   t h e   e nv i r o nm e nt   t ha t   c o nt a i n   e i g h t   l a ndm a r ks   t o   t e s t     t h e   pe r f o rm a n c e   o f   E K F - S L A M   i s   s h o w n   i F i gu r e   4.           F i gu r e   3 .   D 1   a nd  D 2   o f   e n v i r o n m e n t   c o n t a i   o n e   l a ndm a r k       F i gu r e   4 .   D 1   a nd  D 2   of  e n v i r o n m e n t   c o n t a i n s     e i ght   l a ndm a rk       O t h e r   e xpe r i m e nt s   o f   E K F - S R   S L A M   h a v e   b e e n   t e s t e i M A T L A B   w i t h   di f f e r e n t   num b e r s   o l a n d m a rks   t o   s h o w   t h e   e ff e c t   of   i n c r e a s i n t h e   num b e r   o f   l a n d m a rks   o n   t h e   e ff e c t i v e n e s s   of   t h e   E K F - S L A M   t r a j e c t o r y   a n c o m pa r e d   i t   w i t O do m e t r y   r o bo t   t r a j e c t o r y   w hi c i n c l ude i T a b l e   1 .       T a b l e   1 .   T h e   M S E   a nd  P e r .   o f   bo t h   E K F - S L A M   pa t h   a n d   o do m e t r y   pa t h   N u m b e r   o l a n d m a rk s   M 1   M 2   M S E 1   (m )   M S E 2   (m )   P e r . 1   P e r . 2   1   0 . 5 5 5 9   7 . 1 2 3 4   0 . 4 0 2 3   4 . 2 7 7 3   5 9 . 7 7   - 3 2 7 . 7   3   0 . 3 2 5 4   6 . 4 5 6 2   0 . 3 7 9 7   5 . 3 8 3 8   6 2 . 0 3   - 4 3 8 . 4   4   0 . 3 3 3 4   5 . 5 5 2 5   0 . 2 9 5 6   2 . 2 8 0 8   7 0 . 4 4   - 1 2 8 . 2   5   0 . 2 6 7 8   3 . 2 9 1 8   0 . 2 4 6 8   3 . 6 5 4 2   7 5 . 3 2   - 3 6 4 . 4   6   0 . 4 5 0 9   7 . 0 4 1 6   0 . 2 0 3 4   4 . 0 9 7 8   7 9 . 6 6   - 3 0 9 . 7   8   0 . 1 5 9 5   6 . 1 . 2 3 4   0 . 1 7 2 3   5 . 1 8 7 6   8 2 . 7 7   - 5 1 7 . 7       N ow ,   w e   s t a rt   t o   de s c r i b e   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   p r e v i o us   e n v i r o nm e nt s .   T a b l e   s h o w s   t h e   M S E v a l ue s   of   E K F - S L A M   i s   de c r e a s e f r o m   0. 4023   t o   0. 17 23  w h e n   t h e   n u m b e r   o f   l a n d m a rks   i s   i n c r e a s e f r o m   o n e   t e i ght   l a n d m a r ks   a n a l s o ,   t h e   pe r f o r m a n c e   i s   i n c r e a s e f r o m   59. 77  t o   82. 7 7.   A t   w h o l e   s i e n v i r o n m e n t s   o E K F - S L A M   w h e n   w e   c o m pa r e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   E K F - S L A M   w i t h   t h e   O do m e t r y   pe r f o r m a n c e   w e   s e e     t h e   pe r f o r m a n c e   of   E K F - S L A M   (P e r f . 1)  i s   h i g h e r   t h a t he   pe r f o r m a n c e   o f   O d o m e t r y   (P e r f . 2)  e s pe c i a l l y   w h e n   t h e   n u m b e r   o f   l a n d m a r ks   i s   i n c r e a s e d.   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   e n v i r o n m e n t   t hr e e   t h a t   ha v e   fo ur   l a n d m a rks   i s   m o r e   pe r f e c t   t h a t h e   pe r f o r m a n c e   i n   t h e   e n v i r o nm e nt   t w o   t h a t   i n c l ude s   t hr e e   l a n d m a rks   a nd  t h e   pe r f o r m a n c e   i s   b e c o m e   h i g h e t o   b e   82. 77   a s   c o m pa r e t o   t h e   pr e v i o us   c a s e   w h e n   t h e   n u m b e r   o f   l a n d m a r ks   i s   i n c r e a s e f r o m   o n e   t t hr e e   t h e n   t o   e i gh t .   In   t h e   s e c o n p h a s e ,   w e   e v a l ua t e a   r e a l - t i m e   S L A M   a l go r i t hm   i t h e   R O S   pl a t f o r m   f o r   o ur   p r o po s e a nd  w e   us e T urt l e B o t 2e   a s   a   r o b o t   t o   n a v i g a t e   t h e   e n v i r o nm e nt   m o de l s   t h a t   a r e   c r e a t e us i n G a z e b o .   W e   h a v e   pl a c e c y l i n d r i c a l   a n b l ue   l a ndm a r ks   i n   s e v e r a l   d i f f e r e n t   l o c a t i o n s   w i t h i n   t h e   G a z e b o   s i m ul a t o r   a nd  t h e   s i m ul a t i o n   i s   pe r f o r m e u n de r   t h e   R O S   c o n t r o l .   W e   s ugge s t e d   i n c r e a s i ng  t h e   n um b e o f   l a n d m a rks   t o   s t udy   t h e   e f fe c t   o f   i n c r e a s i n t h e   n u m b e r   o f   l a n dm a r ks   o n     t h e   m o ve m e n t   a nd  pa t h   o f   t h e   r o b o t .   F i gur e s   a n s h o w i ng  t h e   i nt e ri o r   e n v i r o n m e n t   t h a t   c o n t a i n s   di f f e r e n t   l a n d m a rks   s t a rt i ng  f r o m   o n e   l a ndm a r t o   e i ght   l a n d m a rks   w h e r e   t h e   T u r t l e Bo t 2e   i s   a t t a c h e K i n e c t   c a m e ra   w i t h   IR   e m i t t e r   s e n s o r   t o   ob s e r v e   a n s c a n   l a n d m a rks   i n   t h e   unk n o w n   e n v i r o nm e n t .   T h e   T u r t l e B o t 2e   s t a rt i ng  t o   ob s e r v e   a l l   t h e   l a n d m a rk s   i n   e a c e nv i ro n m e n t   a n d   w e   s u g g e s t   c o m p u t i n g   t he   t i m e   f o t h e   ro b o t   t o   c o m p l e t e   i t s   c o ns t r u c t i n g   m a p .   0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 2 4 6 8 10 12 14 S a m pl e s D i s t a nc e   E r r or ( m )     dis t anc error  bet w een   ac t ual  t rajec t ory   and   ek f   s lam   t rajec t ory dis t anc error  bet w een   ac t ual  t rajec t ory   and   odm et ry   t ajec t ory 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 1 2 3 4 5 6 S a m pl e s D i s t a nc e   E r r or ( m )     dis t anc error  bet w een   ac t ual  t rajec t ory   and   ek f   s lam   t rajec t ory dis t anc error  bet w een   ac t ual  t rajec t ory   and   odm et ry   t ajec t ory Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e v e l op i ng   r e al   t i m e   nav i ga t i on   f or   m ob i l e   r ob ot s   a t   unk n o w e nv i r onm e n t s   ( Sar ah  H ai d e r   A bdul r e dah )   507       F i gu r e   5 .   T h e   g a z e b o   w o r l w h i c c o n t a i n s     o n e   l a ndm a r k       F i gu r e   6 .   T h e   g a z e b o   w o r l d   w i t   e i ght   l a ndm a r ks       T h e   T u rt l e B o t 2e   c o n t r o l   p r o c e dur e   a t   k n o w n   e n v i r o n m e nt   i s   us e t o   m o ve   e ve r y w h e r e   t o   t h e   c r e a t e d   m a p .   F i r s t l y ,   t h e   na v i ga t i o n   b e gi n s   by   s e l e c t i n t h e   (2D   P o s e   E s t i m a t e b ut t o n   a n p l a c i n t h e   gr e e n   a rr o w   a t   t h e   po s i t i o n   a nd  o r i e nt a t i o n   o f   t h e   T u rt l e B o t 2e   o n   t h e   m a p .   I n   a   s e c o n o r   t w o   w e   w i l l   s e e   t h e   c l o ud  of   po i n t s   f r o m   A M CL   m ov e   t o   t h e   l o c a t i o n   f o l l ow e by   t h e   T urt l e B ot 2e   m o de l   j um pi n t o   t h a t   l o c a t i o n.   W e   m a y   d t h i s   a n y   n um b e r   o f   t i m e s   b e f o r e   c r e a t i n g   a   na v i ga t i o go a l .   S e c o n dl y ,   s e l e c t   t h e   (2D   N a v   G o a l b ut t o n   a n d   c l i c o n   a   t a r ge t   l o c a t i o n   a n o ri e nt a t i o n   t o   s t a rt   t h e   n a v i g a t i o n .   T hi s   p r o c e s s   m a y   be   r e pe a t e a s   l o n a s   b a t t e ri e s   h o l d.   T h e   T u rt l e B o t ' s   gl o b a l   pa t h   p l a n   a n l o c a l   pa t h   pl a n   w i l l   b e   v i s i b l e   o n   t h e   m a a s     t h e   T u r t l e Bo t 2e   n a v i ga t e s .   F i n a l l y ,   t h e   pl a nn e r o ut e   a l o n w i t h   t h e   T u rt l e B o t 2e   l oc a t i o n   t o   t h e   de s t i na t i o n' s   e n dpo i n t   i s   di s p l a y e t h e n   t h e   r o bo t   w i l l   s t a r t   m o v i n t o w a rds   t h e   de s t i n a t i o n   t h a t   i s   s e l e c t e w h e r e   t h e   r o bo t   c a n   n a v i g a t e   a n y w h e r e   i n   t h e   f i n a l   m a us i ng  t h e s e   t oo l s .   F i gur e s   a n s h o w i n t h e   n a v i ga t i o n   i n   t h e   f i n a l   m a ( k n o w n   e n v i r o n m e n t a f t e r   t h e   r o bo t   ob s e r v e a l l   l a nd m a r ks   a t   e a c h   e n v i r o n m e n t   us i n t h e   R v i z   t o o l   a n f r o m   t h e   r e s ul t s ,   w e   s e e   w i t h   t h e   n u m b e r   o l a n d m a rks   a r e   i n c r e a s e t o   e i gh t   l a n d m a rks   t h e   m o b i l e   r obo t   c a n   e s t i m a t e   i t s   l o c a t i o n   e a s i l y   t o   be c o m e   m o r e   a c c ur a c y   t h a n   t h e   e n v i r o n m e n t   w h i c h   c o n t a i n s   o n e   l a ndm a r k   b e c a us e   t h e   m o b i l e   r o bo t   c a a l l o c a t e   i t s e l f   w i t h   a   n u m b e r   of   l a n d m a r ks ,   a l s o   w e   s e e   w h e t h e   n u m b e r   o l a n d m a rks   i s   i n c r e a s e d,   w e   ob t a i n   a n   a c c ura t e   p a t f o r   m o b i l e .           F i gu r e   7 .   T h e   na v i ga t i o o a e n v i r o n m e n t   m a p   t ha t   c o n t a i n s   a   o n e   l a ndm a r k   us i n g   r v i z   t o o l s       F i gu r e   8 .   T h e   na v i ga t i o o e n v i r o nm e n t   m a p   c o n t a i n s   e i g h t   l a n d m a rks       T he n,   w e   w i l l   t a k e   t he   t i m e   f a c t o a s   a i nf l u e nc i ng   f a c t o w he b u i l d i ng   a u nk no w e nv i ro nm e nt   i R O S .   F ro m   t he   re s u l t s   o f   t he   i m p l e m e nt a t i o o f   t he   p re v i o u s   s i x   e nv i ro nm e nt s ,   w e   s e e   t ha t   w he t he   nu m b e o f   l a nd m a rk s   i s   i nc re a s e d ,   t he   ro b o t   t a ke s   m o re   t i m e   t o   b u i l d   i t s   e nv i ro nm e n t   i T a b l e   2 .   W e   s e e   t he   re a l - t i m e   t ha t   ne e d e d   t o   b u i l d   t he   u nk no w e nv i ro nm e nt   i s   i nc re a s e d   f ro m   6 . 4 2   m i nu t e s   t o   2 4 . 2 1   m i nu t e s   w he t he   nu m b e o f   l a nd m a rk s   i s   i nc re a s e d   f ro m   o ne   t o   e i g ht   a s   s ho w i F i g u re   9 .   T he re f o re ,   t he   m o b i l e   ro b o t   t a k e s   a   l o t   l o ng e t i m e   w he t he   ro b o t   e nt e re d   i nt o   a   d i f f i c u l t   e nv i ro nm e nt   t ha t   c o nt a i n s   a   l o t   o f   f i xe d   l a nd m a rk s   f o t h i s   re a s o n,   t he   ro b o t   a f t e i t   c o m p l e t e s   t he   t a s k   o f   b u i l d i ng   t he   m a p   o f   t he   e nv i ro nm e nt   t ha t   i t   e n t e re d .   I t   s t o re s   t he   f i na l   m a p .   S o ,   w e   ha v e   t o   s u g ge s t   t ha t   t he   c l o u d   t o   b e   u s e d   t o   s t o re   t he   c o m p l e t e m a p s   f o l a t e u s e   b y   t he   ro b o t   i t s e l f   o b y   a no t he r   ro b o t   t ha t   w a nt s   t o   c o m p l e t e   a   t a s k   w i t h   t he   f a s t e s t   t i m e .   I ns t e a d   o f   l o s i ng   t i m e   t o   b u i l d   a   m a p   o f   t he   p l a c e   t ha t   e nt e rs   a   m e c ha ni s m   t he re f o re ,   ro b o t   u s e s   s t o re d   m a p   t h ro u g c o n ne c t i ng   t o   t he   c l o u d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     500   -   509   508   T a b l e   2 .   T h e   r e a l   e xe c ut i o t i m e   v s .   num b e o f   l a n dm a r ks   N o .   o f   l a n d m a rk s   Re a l   t i m e / m i n u t e   1   6 . 4 2   3   1 3 . 4 3   4   1 6 . 3 3   5   1 9 . 1 4   6   2 0 . 1 9   8   2 4 . 2 1           F i gu r e   9 .   T h e   r e a l   t i m e   r e qui r e t o   b ui l d   di f f e r e n t   u n k n o w n   e n v i r o nm e n t       5.   C O N C LU S I O N   T h e   f i r s t   a pp r o a c h   p r o po s e i n   t hi s   w o r i s   t o   s o l ve   t h e   S L A M   pr o b l e m   by   us i n e xt e n de k a l m a f i l t e r   ( E K F )   t h ro u g h   t w o   s t a g e s   ( p r e d i c t i o a n d   c o r re c t i o s t a g e s ) .   D i f f e re nt   e nv i ro n m e n t s   t h a t   c o n t a i n   d i f f e re n t   l a n d m a r k s   a re   s i m u l a t e d   u s i n g   M A T L A B .   T he   M A T L A B   s i m u l a t i o re s u l t s   s ho w e d   t ha t   t h e   p e rf o r m a nc e   o f     t he   p ro p o s e d   E K F - S L A M   i s   e n h a nc e d   a s   t he   nu m b e o f   l a n d m a r k s   i s   i n c re a s e d .   T h e   p e rf o r m a nc e   o f   E K F - S L A M   fo r   t h e   e n v i r o nm e nt   t ha t   c o n t a i n s   o n e   l a ndm a r i s   59 . 7 7,   w h i l e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   E K F - S L A M   fo r     t h e   e n v i r o n m e n t   t ha t   c o n t a i n s   e i g ht   l a n d m a r ks   i s   8 2. 77 .   A l s o ,   f r o m   t h e   a gg r e ga t e r e s ul t s ,   E K F - S L A M   a pp r o a c h e s   ga v e   a n   i m p r o v e m e n t   t o   t h e   pa t h   o f   m ob i l e   r o bo t   a s   c o m pa r e t o   t h e   O do m e t r y   pa t h   a c c o r di ng  t o   t h e   a c t u a l   pa t h   o f   m o b i l e   r o b o t ,   w h e r e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   E K F - S L A M   t r a j e c t o r y   o ut pe r f o r m s   t ha   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   O d o m e t r y   t r a j e c t o r y .   T h i s   w o r i m pl e m e nt e a n s i m u l a t e S L A M   a l go r i t hm   i n   d i f f e r e n t   i n do o r   e n v i r o nm e nt s   c o n t a i n   di f f e r e n t   num b e r   o f   l a n d m a r k s   us i n G a z e b o   s i m ul a t o r   o n   R O S   b a s e o n   g - m a pp i n a l go ri t hm .   A   f e w   n um b e r s   o l a ndm a r ks   w i l l   m a ke   t h e   m o b i l e   r o bo t   l os e s   i t s   pa t h ,   a nd  i t   w i l l   t a ke   a   l o n t i m e   t o   ob s e r v e   a l l   e n v i r o nm e nt   i G a z e b o   w orl w h e n   t h e   m o b i l e   r o bo t   w a s   e n t e r e i   t h e   un k n o w n   e n v i r o nm e n t   t o   ob t a i n   m a ppi ng,   t h e r e f o r e ,   i n c r e a s i ng  t h e   n u m b e r   o f   l a n dm a r ks   i s   m o r e   a c c ur a c y   w h e n   c o m pa r e   i t   w i t h   e n v i r o n m e n t   w hi c h   c o nt a i n s   f e w   n um b e r s   o f   l a n d m a r ks .   T h e   t i m e   r e qu i r e t o   a c hi e v e   S L A M   o n   R O S   i s   i n c r e a s i n g   w h e n   t h e   n u m b e r   o f   l a ndm a rks   i s   i n c r e a s i ng  a l s o .       R EF ER EN C ES   [ 1]   R .   S i e g w a r t ,   e t   a l . ,   " I nt r o duc t i o t o   a ut o no m o us   m o bi l e   r o bo t s , "   2 n e d.   L on don :   T he   M I T   pr e s s ,   20 11.   [ 2]   B .   S .   R a n bi r ,   e t   a l . ,   I nt e r ne t   o f   r o b o t i c   t hi ng s :   D r i v i ng   i nt e l l i g e nt   r o bo t i c s   o f   f ut ur e - c o nc e pt ,   a r c h i t e c t ur e ,   a ppl i c a t i o ns   a nd  t e c hno l o g i e s ,   20 18  4 t I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on  C om pu t i ng  S c i e nc e s   ( I C C S) ,   J a l a ndh a r ,     pp.   15 1 - 160,   2 018 .   [ 3]   S .   S un da r a j o o   a nd  A .   S .   A .   G ha n i ,   " I m pr ov e m e nt   o f   a ut o - t r a c ki ng   m o bi l e   r o bo t   ba s e o H S I   c o l o r   m o de l , I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( I J E E C S ) ,   v o l .   1 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 3 4 9 - 1 3 5 7 ,   2 0 1 8 .   [ 4 ]   A .   L .   R o b e r t   a n d   W .   G .   C u l l l e n ,   " W o r k   i n   p r o g r e s s :   I n t r o d u c t o r y   m o b i l e   r o b o t i c s   a n d   c o m p u t e r   v i s i o n   l a b o r a t o r i e s   u s i n g   R O S   a n d   M A T L A B , "   i n   A S E E   A n n u a l   C o n f e r e n c e   a n d   E x p o s i t i o n ,   C o n f e r e n c e   P r o c e e d i n g s ,   U n i t e d   S t a t e s ,   2 0 1 8 .   [ 5]   H .   W i dy a nt a r a ,   e t   a l . ,   " W i nd   d i r e c t i o s e ns o r   ba s e o t h e r m a l   a ne m o m e t e r   f o r   o l f a c t o r y   m o bi l e   r o bo t , "   I n done s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   13 ,   no .   2,   pp .   47 5 - 484,   2 019 .   [ 6]   F .   A f f a ne ,   e t   a l . ,   " T y pe - f uz z y   l og i c   c o nt r o l l e r   o pt i m i z e by   w a v e l e t   n e t w o r k s   f o r   m o bi l e   r o bo t   na v i g a t i o n, "   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   18 ,   no .   1,   pp .   326 - 33 4,   20 20 .   [ 7]   C .   L a m i n i ,   e t   a l . ,   " G e n e t i c   a l g o r i t hm   b a s e a ppr o a c f o r   a u t o no m o us   m o bi l e   r o bo t   pa t p l a nn i ng , "   P r oc e di a   C om put e r   Sc i e nc e ,   v o l .   12 7,   pp .   180 - 18 9,   20 18.   [ 8]   S .   A hm e d,   " D e s i g o f   a   c o g ni t i v e   n e ur a l   p r e d i c t i v e   c o nt r o l l e r   f o r   m o bi l e   r o bo t , "   P hD   t he s i s ,   D e p .   E l e c t r o ni c   a nd   C o m put e r   E ng i ne e r i ng ,   B r u ne l   U n i v . ,   U n i t e d   K i ng do ,   201 2.   1 2 3 4 5 6 7 8 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 pl ot   pe r f or m a n c e   of   t h e   R e a l   T i m e   r e qui r e t bui l t h e   e n vi r on m e n t   f or   di f f e r e n t   n um be r   of   l a n dm a r ks   N u m b e r   of   l an d m ar k s R e a l   T i m e   ( m i nut e )     T he  R eal  T im in  R OS  and   Gaz ebo Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e v e l op i ng   r e al   t i m e   nav i ga t i on   f or   m ob i l e   r ob ot s   a t   unk n o w e nv i r onm e n t s   ( Sar ah  H ai d e r   A bdul r e dah )   509   [ 9]   D .   S .   K um a r ,   e t   a l . ,   " D e v e l o pm e n t   o f   P a t P l a nn i ng   A l go r i t hm   o f   C e nt i pe de   I ns pi r e W he e l e R o bo t   i P r e s e nc e   o f   S t a t i c   a n M o v i ng   O bs t a c l e s   U s i ng   M o di f i e dC r i t i c a l - S na ke B ug   A l go r i t hm , "   I nt e r nat i on al   J ou r na l   o f   A r t i f i c i al   I nt e l l i ge nc e   ( I A E S) ,   v o l   8 ,   no .   2 ,   pp .   9 5 - 106 ,   2 019 .   [ 10]   J .   S .   P e r s h i n a ,   e t   a l . ,   " M e t ho ds   o f   M o bi l e   R o bo t   V i s u a l   N a v i g a t i o a n E nv i r o nm e nt   M a pp i ng , O p t oe l e c t r on i c s ,   I ns t r um e n t at i on   a nd   D at a   P r oc e s s i ng ,   v o l .   5 5,   no .   2,   p p.   18 1 - 188 ,   2 019.   [ 11]   W .   R .   A bdul m a j e e d ,   e t   a l . ,   " I m pl e m e n t i ng   A ut o no m o us   N a v i ga t i o R o b o t   f o r   bui l d i ng   2D   M a o f   I ndoo r   E nv i r o nm e nt , "   I n t e r nat i on al   J our n al   o f   C om pu t e r   A p pl i c a t i on s ,   v o l .   92,   no .   2 ,   pp.   7 - 13 ,   201 4.   [ 12]   X .   B a i y u,   e t   a l . ,   " S i m u l a t i o r e s e a r c f o r   a c t i v e   s i m ul t a ne o us   l o c a l i z a t i o a n m a pp i ng   ba s e o e x t e n de ka l m a f i l t e r , "   2 008   I E E E   I n t e r nat i on al   C on f e r e nc e   on   A u t om a t i on   and   L o gi s t i c s ,   Q i ng da o ,   pp .   2443 - 24 48,   2 008 .   [ 13]   M .   R .   N a m i ns ki ,   " A a n a l y s i s   o f   S i m u l t a ne o us   L o c a l i z a t i o a n M a pp i ng   ( S L A M )   A l go r i t hm s , "   M a c al e s t e r   C ol l e ge   M a t he m at i c s ,   St at i s t i c s ,   and   C om pu t e r   Sc i e nc e ,   H o nor s   P r oj e c t s ,   v o l .   2 9,   20 13 .   [ 14]   H .   M .   H a s a n   a n T . H .   M o ha m m e d,   " I m pl e m e nt a t i o o f   m o bi l e   r o bo t s   na v i g a t i o us i ng   S L A M   ba s e o c l o ud  c om put i ng , "   E ng i ne e r i ng   an T e c h nol ogy   J our n al ,   v o l .   35 ,   no .   6,   p p .   634 - 63 9,   20 17.   [ 15]   K .   J a j u l w a r ,   e t   a l . ,   " D e s i g o f   M o bi l e   R o bo t   N a v i g a t i o s y s t e m   us i ng   S L A M   a nd  A da p t i v e   T r a c ki ng   C o nt r o l l e r   w i t P a r t i c l e   S w a r m   O p t i m i z a t i o f o r   I ndoo r   E nv i r o nm e nt   M o ni t o r i ng , "   I O SR   J ou r na l   of   C om p ut e r   E ng i ne e r i ng   ( I O SR - J C E ) ,   v o l .   17 ,   no .   6 ,   pp .   5 9 - 63,   20 15 .   [ 16]   A .   H a m z a h,   e t   a l . ,   " A   h y p o t he s i s   o f   s t a t e   c ov a r i a nc e   de c o r r e l a t i o e f f e c t s   t o   pa r t i a l   o bs e r v a b i l i t y   S L A M , "   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   14 ,   no .   2,   pp .   588 - 59 6,   20 19 .   [ 17]   D .   A .   B a r a m i y a ,   e t   a l . ,   " S i m ul t a ne o us   L o c a l i z a t i o a nd  M a p pi ng   S y s t e m   o t he   B a s i s   o f   a   C o r e S L A M   A ppr o a c h, "   O pt oe l e c t r on i c s ,   I ns t r um e nt at i on   an D a t a   P r oc e s s i ng ,   v o l .   53 ,   no .   6,   pp .   599 - 603 ,   201 7.   [ 18]   A .   E s a ,   e t   a l . ,   " S i m u l a t i o o f   s i m ul t a n e o us   l o c a l i z a t i o a nd  m a ppi n g   us i ng   he xa c o pt e r   a nd  r g bd  c a m e r a , "   2017  2nd   I nt e r n at i on al   C o nf e r e nc e   on  A ut om at i on ,   C og ni t i v e   Sc i e nc e ,   O pt i c s ,   M i c r E l e c t r o - M e c han i c al   S y s t e m ,   and   I nf or m a t i on  T e c hno l og y   ( I C A C O M I T ) ,   J a k a r t a ,   pp .   48 - 53,   2 017 .   [ 19]   R .   C .   S m i t a nd  P .   C h e e s e m a n ,   " O t h e   r e pr e s e nt a t i o a nd  e s t i m a t i o o f   s pa t i a l   unc e r t a i n t y , "   T he   I nt e r nat i on al   J our nal   o f   R obo t i c s   R e s e ar c h ,   v o l .   5 ,   no .   4 ,   pp .   56 - 68 ,   1986 .   [ 20]   M .   H a n he i de ,   e t   a l . ,   " E xpl o i t i ng   pr o ba bi l i s t i c   kno w l e dg e   unde r   u nc e r t a i s e ns i ng   f o r   e f f i c i e nt   r o bo t   be ha v i o ur , "     i n   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   T w e n t y - S e c o n d   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e r e n c e   o n   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   p p .   2442 - 2449 ,   2 0 1 1 .   [ 21]   N .   A y a di ,   e t   a l . ,   " S i m ul a t i o a nd  e xpe r i m e nt a l   e v a l ua t i o o f   t he   E K F   s i m u l t a n e o us   l o c a l i z a t i o a nd  m a p pi ng   a l g o r i t hm   o t h e   w i f i bo t   m o bi l e   r o bo t , "   J o ur n al   o f   A r t i f i c i al   I n t e l l e ge nt   Sof t   C om p ut i ng  R e s e ar c ( J A I SC R ) ,   v o l .   8 ,   no .   2 ,   pp.   9 1 - 101,   2 018 .   [ 22]   M .   S .   B a h r a i n i ,   e t   a l . ,   " A   ne w   a d a pt i v e   U K F   a l g o r i t hm   t o   i m p r o v e   t h e   a c c ur a c y   o f   S L A M , "   I nt e r n at i ona l   J ou r na l   of   R obo t i c s ,   v o l .   5 ,   no .   1 ,   pp .   35 - 46 ,   2 018 .   [ 23]   L .   M a o ha i ,   e t   a l . ,   " N o v e l   m o bi l e   r o bo t   s i m ul t a ne o us   l o c l i z a t i o n   a nd  m a p pi ng   us i ng   r a o - bl a c kw e l l i s e p a r t i c l e   f i l t e r , "   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   A dv a nc e R o bo t i c   S y s t e m s ,   v o l .   3 ,   n o .   3,   p p.   23 1 - 238,   2 006 .   [ 24]   A .   B .   S .   H .   M .   S a m a a nd  A .   H .   L o t f y ,   " A i m pl e m e n t a t i o o f   S L A M   w i t e xt e nde K a l m a f i l t e r , "   2016  6t h   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   I n t e l l i ge n t   a nd   A dv anc e Sy s t e m s   ( I C I A S) ,   K u a l a   L um pur ,   pp .   1 - 4,   201 6.   [ 25]   R .   P .   S a pu t r a ,   I m pl e m e nt a t i o 2D   E K F   S L A M   f o r   W he e l e M o bi l e   R o bo t ,   M a s t e r   t he s i s ,   S c ho o l   o f   M e c ha ni c a l   a nd  M a nuf a c t u r i ng   E ng i ne e r i ng ,   U n s w   A us t r a l i a ,   2015 .   [ 26]   R .   M ur - A r t a l ,   e t   a l . ,   " O R B - S L A M :   A   V e r s a t i l e   a nd  A c c ur a t e   M o no c ul a r   S L A M   S y s t e m , "   I E E E   T r an s ac t i on  on   R obot i c s ,   v o l .   31 ,   no .   5 ,   pp .   1 147 - 116 3,   20 15 .   [ 27]   E .   J a ko b,   e t   a l . ,   " L S D - S L A M :   L a r g e - S c a l e   D i r e c t   M o no c ul a r   S L A M , "   i E u r ope an  C on f e r e nc e   on  C om pu t e r   V i s i on ,   2014 ,   E C C V   201 4 ,   Z u r i c h,   S w i t z e r l a nd ,   v o l .   869 0 ,   pp .   834 - 849 ,   2 014 .   [ 28]   K .   S t e f a n,   e t   a l . ,   " A   F l e xi b l e   a n S c a l a bl e   S L A M   S y s t e m   w i t F ul l   3D   M o t i o E s t i m a t i o n, "   2011  I E E E   I nt e r n at i on al   Sy m pos i um   on   Sa f e t y ,   Se c ur i t y ,   an R e s c ue   R obo t i c s ,   K y o t o ,   pp .   155 - 160 ,   201 1.   [ 29]   E .   L .   V o i s a n ,   e t   a l . ,   R O S - B a s e R o bo t   N a v i g a t i o a n H um a I nt e r a c t i o i n   I ndoo r   E nv i r o nm e n t ,   2 015   I E E E   1 0 t h   J u b i l e e   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   A p p l i e d   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   I n f o r m a t i c s ,   T i m i s o a r a ,   p p .   3 1 - 3 6 ,   2 0 1 5 .   [ 30]   P .   Y .   S a ng   a nd  L .   H .   G u i ,   " M a p pi ng   a nd  L oc a l i z a t i o o f   C oo pe r a t i v e   R o bo t s   b y   R O S   a nd  S L A M   i U nkno w n   W o r ki ng   A r e a , "   20 17  56t A n nua l   C o nf e r e nc e   of   t he   Soc i e t y   of   I n s t r um e nt   a nd  C ont r o l   E n gi ne e r s   of   J ap an  ( S I C E ) K a na z a w a ,   p p.   85 8 - 861 ,   2 017 .   [ 31]   T .   K e nt a ,   e t   a l . ,   " S i m u l a t i o e nv i r o nm e n t   f o r   m o bi l e   r o bo t s   t e s t i ng   us i ng   R O S   a nd   G a z e bo , "   20 16  20 t h   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   Sy s t e m   T he or y ,   C o nt r o l   a nd   C om pu t i n ( I C ST C C ) ,   S i na i a ,   pp .   96 - 101 ,   2016 .   [ 32]   R .   K .   M e g a l i ng a m ,   e t   a l . ,   " R O S   ba s e a u t o no m o us   i ndo o r   na v i g a t i o s i m u l a t i o u s i ng   S L A M   a l g o r i t hm , "   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   P ur e   an A pp l i e M a t he m at i c s ,   v o l .   118 ,   n o .   7,   p p.   19 9 - 205,   2 018 .   [ 33]   A .   I l y a ,   e t   a l . ,   " R O S - ba s e S L A M   f o r   a   G a z e bo - s i m ul a t e m o b i l e   r o bo t   i i m a g e - ba s e 3D   m o de l   o f   i ndo o r   e nv i r o nm e nt , "   i I nt e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on  A dv anc e C on c e pt s   f o r   I n t e l l i ge nt   V i s i o Sy s t e m s v o l .   9386 ,     pp.   27 3 - 283 ,   2 015 .   [ 34]   G .   J i a ng ,   e t   a l . ,   " A   S i m ul t a n e o us   L o c a l i z a t i o a nd  M a pp i ng   ( S L A M )   f r a m e w o r k   f o r   2. 5   D   m a b ui l d i ng   ba s e o n   l o w - c o s t   L i D A R   a nd  v i s i o f us i o n, "   A ppl i e Sc i e nc e s ,   v o l .   9 ,   no .   1 0,   pp .   1 - 17,   20 19.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.