I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n  ( I J RA)   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   3 9 1 ~ 4 0 0   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 1 3 i 4 . pp 39 1 - 400          391     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   Experime ntal res ults on po sitio n a nd pa th  co ntrol o f  a n  a utom a ted  g uide d vehicle usi ng  f i x ed cam era a t  ceili ng  and  co lo r ma rkers       Ra m esh   P un g le 1 ,   At ul And h a re 2 ,   Durv a   P un g le 3   1 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   a n d   A u t o mat i o n   E n g i n e e r i n g ,   P . E. S .   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   C h h a t r a p a t i   S a m b h a j i n a g r ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   V i s v e sv a r a y a   N a t i o n a l   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   N a g p u r ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   S C T R ’ s Pu n e   I n st i t u t e   o f   C o mp u t e r   Te c h n o l o g y ,   P u n e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 3 0 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   1 2 ,   2 0 2 4       Th is  a rti c le  p re se n ts  t h e   re su l ts  o f  e x p e rime n ts   o n   p a th   p la n n i n g   a n d   c o n tr o l  o f  a u to m a ted   g u i d e d   v e h icle s  (AG V)  u sin g   sin g le,  fi x e d   c e il in g   m o u n ted ,   m o n o c u lar  c a m e ra s  a n d   c o lo re d   m a rk e rs.  Th e   c a m e ra   e m p lo y e d   i n   th e   sy ste m   se rv e s  a s  b o th   a   se n so r  a n d   c o n tr o ll e r.   In it ially ,   th e   w o rk i n g   e n v ir o n m e n t  is   stru c tu re d   u sin g   c o lo re d   m a rk e rs  fo r   g i v e n   a p p li c a ti o n s.  F o r  e v e ry   n e w  se tu p ,   stru c tu ri n g   th e   e n v iro n m e n t  is  e ss e n ti a l.   Th e   ima g e   p ro c e ss in g   a lg o rit h m   id e n ti fies   t h e   c o l o re d   m a rk e rs  a n d   th e ir   p o siti o n s,  w h ich   a re   t h e n   u ti li z e d   f o r   p a th   p lan n i n g   a n d   se g m e n tati o n .   Th e   a c tu a ti o n   ti m e   re q u ired   t o   tran sv e rse   e a c h   se g m e n t  is  c a lcu late d   a n d   th e n   AG V  is  a c tu a ted   a c c o r d in g ly .   A  tran sfo rm a ti o n   o r   in v e rse   m a p p i n g   m a tri x   (M ),   p re d e term in e d ,   is  e m p lo y e d   fo r  c a lcu lati n g   wo rl d   c o o r d i n a tes   fro m   g iv e n   ima g e   c o o r d i n a tes .   P a th   p lan n in g   a n d   AG V  c o n t ro l   a re   a c ro ss   v a rio u s  p a th s,   b o t h   wit h   a n d   wit h o u t  sta ti c   o b sta c les ,   in   re a l - ti m e   a p p li c a t io n s.  Th e   c o l o re d   m a rk e r  d e t e c ti o n   a n d   re c o g n it i o n   a c c u ra c y   fo r  th e   g iv e n   se tu p   h a v e   b e e n   fo u n d   c e n t   p e rc e n tag e   wh il e   th e   AG V  re a c h e s  th e   g o a l  p o in t   with   a n   e rr o r  m a rg i n   o f  a ro u n d   3 . 9 %   o n   stra ig h t  p a th s,  b o th   wit h   a n d   wit h o u t  o b sta c les .   K ey w o r d s :   Au to m ated   g u id ed   v eh icle   C eilin g   ca m er a   C o n tr o l   Ma p p in g   Path   p lan n in g   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Dr .   R am esh   Pu n g le   Dep ar tm en t o f   Me ch an ical  an d   Au to m atio n   E n g in ee r in g ,  P.E . S.  C o lleg e  o f   E n g in ee r in g   C h h atr ap ati  Sam b h ajin ag r ,   I n d ia   E m ail:  r am esh g p u n g le@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T r ad itio n ally ,   in   au to m ated   g u id ed   v eh icle  ( AGV)   n av ig atio n ,   it h as b ee n   co m m o n   p r ac tic e  to   u tili ze   a  v ar iety   o f   s en s o r s ,   b o th   o n b o ar d   ( m o u n ted   d ir ec tl y   o n   th e  AGV)   an d   o f f - b o ar d   ( p o s itio n ed   o n   th e  ce ilin g   o r   at  s u itab le  lo ca tio n s ) ,   f o r   task s   s u ch   as  p ath   d etec tio n ,   o b s tacle   d etec tio n ,   an d   n av ig atio n   to war d s   a  d esti n atio n   wh ile  av o id in g   o b s tacle s .   I n   A GV  n av ig atio n ,   th e   g en er al  tr a d itio n   h as b ee n   t o   u s e  d if f er en t sen s o r s ;   o n   b o ar d   ( m o u n te d   o n   th e  AGV)   an d   o f f - b o a r d   ( f ix ed   at   th e  ce ilin g   o r   s u itab le  lo ca tio n ) ,   to   d etec t  o r   g e n er ate  a  p ath ,   d etec t  o b s tacle s ,   an d   also   to   r ea ch   th e  d esti n atio n   b y   a v o id in g   th e  o b s tacle s .   On b o ar d   s en s o r s   ar e  ty p ically   f av o r e d   f o r   th eir   ab ilit y   t o   d et ec t  an d   cir cu m v en t  b o th   s tatic  an d   d y n am ic  o b s tacle s   alo n g   a  g iv en   p ath .   T h ese  s en s o r s   en ab le  lo ca l p ath   p lan n in g   an d   m o tio n   p lan n in g   b y   p r o v id i n g   r ea l - tim e  f ee d b ac k   d ir ec tly   to   th e  AGV.   Of f - b o ar d   s en s o r s ,   o n   t h e  o th e r   h an d ,   ar e  o f te n   em p lo y ed   to   p lan   th e  o v er all  p ath ,   tak i n g   in to   ac co u n t   th e  p o s itio n s   o f   th e   AGV  an d   s tatic  o b s tacle s   with in   th e  en v ir o n m en t.   Ho wev er ,   em p lo y in g   m u ltip le   s en s o r s   o n b o a r d   th e  AGV  ca n   in tr o d u ce   s y n ch r o n izatio n   c h allen g es  am o n g   th eir   o u tp u ts ,   p o t en tially   lead in g   to   co m p lex   co n tr o l  s y s tem s   an d   i n cr ea s ed   r esp o n s e  tim es.  Alter n ativ ely ,   if   a  s in g le  o f f   b o ar d   s en s o r   is   ca p ab le  o f   p er f o r m in g   all  o f   th ese  task s ,   th e  p r o b lem   b ec o m es  s ig n i f ican tly   s im p ler   t o   s o lv e,   an d   th e   co m p le x ity   o f   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   3 9 1 - 4 0 0   392   co n tr o ller   ca n   b e   m in im ized .   B y   ce n tr alizin g   th ese  f u n ctio n s   in   a  s in g le  s en s o r ,   th e   n ee d   f o r   s y n c h r o n izatio n   am o n g   m u ltip le  s en s o r s   is   elim in ated ,   s tr ea m lin in g   t h e  co n t r o l p r o ce s s   an d   en h a n cin g   o v e r all  ef f icien cy .   Vis io n - b ased   n av i g atio n   is   o n e  s u ch   in n o v atio n .   R ec en t a d v an ce m en ts   in   im a g e  p r o ce s s in g   h ar d war e   an d   s o f twar e  h av e  en ab led   f as t  an d   f ea s ib le  r ea l - tim e  v is u al   ap p licatio n s .   C o n s eq u en tly ,   v is u al  g u id an ce   an d   o b s tacle   av o id a n ce   h av e   b ec o m e  th e   f o cu s   o f   ex ten s iv e   r esear ch   [ 1 ] .   I n   th is   co n tex t,  t h e  c u r r en t  s tu d y   a d d r ess es  th e  ch allen g e   o f   ac h ie v in g   a cc u r ate,   p r ec is e,   an d   r o b u s t  p o s itio n   esti m atio n   in   in d o o r   en v ir o n m en ts .   T h e   o b jectiv e  o f   th is   r esear ch   is   to   u tili ze   a  s in g le  ca m er a  as  a  s en s o r   an d   co n tr o ller   to   ex ec u t e  p lan n ed   a ctiv ities   u s in g   th e   AGVs.  I m ag e   p r o ce s s in g   is   an   im p o r tan t  is s u e  f o r   m an y   co m p u ter   v is io n   a p p lic atio n s ,   s u ch   as  t h e  s tr u ctu r e  o f   th e  e n v ir o n m en t,   o b ject  r ec o g n itio n ,   an d   p o s e  esti m atio n .   T h e  ca m e r a  m o d e l  u s ed   in   c o m p u te r   v is io n   h as  b ee n   m o d eled   b y   p e r s p ec t iv e  p r o jectio n .   T h is   h as  b ee n   an   id ea l  an d   ac cu r ate  m o d el  f o r   a  wid e  r a n g e   o f   ex is tin g   ca m er as.  Ho wev er ,   th e  r esu ltin g   eq u atio n s   f r o m   p er s p ec tiv e  p r o jectio n   ar e  co m p licated   an d   o f ten   n o n lin ea r   d u e  to   th e  u n k n o wn   s ca lin g   f ac to r .   I n   v is io n - b ased   n av ig atio n s ;   g en er ally   s tr u ctu r ed   o r   n o n - s tr u ctu r ed   en v ir o n m en ts   ar e  e m p lo y ed .   I n   A G V   n a v i g at i o n ,   t h r e e  m et h o d s   a r e   m o s t l y   a d o p t e d   w h ic h   i n c l u d e   m a p - b a s e d   n a v i g a ti o n ,   m a p - b u i l d i n g   n a v i g a t i o n ,   a n d   m a p - l e s s   n a v i g at i o n .     I n   m a p - b a s e d   n a v i g a t i o n   s y s t e m   c o n s is ts   o f   p r o v i d i n g   t h e   A G V   w i t h   t h e   m o d e l   o f   t h e   e n v i r o n m e n t .   T h e s e   m o d e ls   c o n t ai n   d if f e r e n t   d e g r e e s   o f   d e t ai l ,   v a r y in g   f r o m   a   c o m p l e te  C A D  m o d e l   o f   t h e   e n v i r o n m e n t   t o   a  s i m p l e   g r a p h   o f   i n t e r c o n n e c t i o n s   o r   i n t e r r el a ti o n s h i p s   b e tw e e n   t h e  e l e m e n t s   i n   t h e   e n v i r o n m e n t .   F u r t h e r   d e t a i ls   a b o u t   s u c h   n a v i g at i o n   s y s te m s   a r e   f o u n d   i n   [ 2 ] – [ 6 ] .   I n   m a p - b u i l d i n g   n a v i g a t i o n ,   A G Vs   c a n   e x p l o r e   t h e   e n v i r o n m e n t   a n d   b u i l d   t h e i r   m a p   b y   t h e m s e l v e s .   T h e   n a v ig a t i o n   p r o c e s s   s t a r ts   o n c e   t h e   r o b o t   h a s   e x p l o r e d   th e   e n v i r o n m e n t   a n d   s t o r e d   i ts   r e p r e s e n t a t i o n .   T h e   n a v i g at io n   is   s i m u l t a n e o u s   l o c a l i z at i o n   a n d   m a p p i n g   ( S L A M ) .   T h i s   t e c h n i q u e   is   f o u n d   s u i t a b l e   f o r   l o c a l   p a t h   a n d   m o t i o n   p l a n n i n g .   T h e   a p p l i c a t i o n s   o f   t h i s   t e c h n i q u e  in   r e a l - t i m e  c a n   b e  f o u n d   i n   [ 7 ] – [ 1 1 ] .   T h e   r e s e a r c h e r s   h a v e  u s e d   o n b o a r d   s e n s o r s   a n d   c o n t r o l l e r s   t o   a c h i e v e   S L AM .   I n   m a p - l es s   n a v i g a ti o n ,   t h e   A G V   d o es   n o t  n e e d   k n o w l e d g e  o f   t h e   e n v i r o n m e n t  t o   r u n .   T h e   m o v e m e n t s   o f   t h e   r o b o t   d e p e n d   o n   t h e   e l e m e n t s   o b s e r v e d   i n   t h e   e n v i r o n m e n t   ( wa l l s ,   f ea t u r e s ,   d o o r s ,   a n d   d e s k s ) .   O p ti c a l - f l o w - b a s ed   a n d   a p p e a r a n c e - b a s e d   t e c h n iq u e s   a r e   g e n e r a l l y   u s e d   i n   t h is   t e c h n i q u e .   F u r t h e r   d e t a i ls   a r e   g i v e n   i n   [ 1 0 ] ,   [ 1 2 ] .   T h i s   t e c h n i q u e   is   g o o d   f o r   l o c a l   p a t h   p l a n n i n g   w i t h   a n   o n b o a r d   v i s i o n   s e n s o r .   S o m e  r e s e a r c h e r s   [ 4 ] ,   [ 6 ] ,   [ 8 ]   h a v e   u t i l i z e d   v a r i o u s   o n b o a r d   a n d   o f f - b o a r d   s e n s o r s   i n   a n   a t te m p t   t o   d e v e l o p   r o b u s t   n a v i g a t i o n   s y s t e m s .   H o w e v e r ,   t h e   c o n t r o l l e r s   i m p l e m e n te d   i n   t h e s e   s y s te m s   w e r e   o f t e n   o v e r l y   c o m p l e x ,   a n d   t h e   r e s p o n s e   f r o m   t h e   s e n s o r s   w as  i n a d e q u a t e .   T h e   a p p l i c a t i o n s   in v o l v i n g   s e m a n t i c   m a p s   a r e   o u t l i n e d   i n   [ 1 3 ] ,   w i t h   c l a s s i f ic a t i o n s   a n d   s c a l a b i li t y .   I n   [ 1 4 ] ,   h o w   c o l o r e d   o b j e c t   i s   r e c o g n i z e d   b y   h i s t o g r a m   m a t c h i n g   f o r   t h e   v a r i o u s   c o l o r   m o d e l s   is   a n a l y z e d   a n d   co m p a r e d .   A n   A GV   n a v i g a ti o n   u s i n g   f i d u c i a r y   m a r k s   d es i g n   a n d   e x p e r im e n t s   a r e  p r e s e n te d   i n   [ 1 5 ] .   I n   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] ,  s i n g l e   o m n i d i r ec t i o n a l  c a m e r a  i s   u s e d ,   a n d   a n   a r ea   o f   i n t e r es t   is   e x t r a c t e d ,   a n d   b y   u s i n g   im a g e   p r o c e s s i n g   t h e  v e h i c l e   i s   n a v i g a t e d   o n   a   s e t   p a th .   C o l o r   a n d   s h a p e   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   u s i n g   a   v i s i o n   m o d e l   f o r   a c c u r a t e   r e c o g n i t i o n   o f   t r a f f i c   s i g n s   l o c at e d   a t   a   r e a s o n a b l e   d i s t a n ce   is   o u t l i n e d   i n   [ 1 8 ] .  R a n g a n a t h a n   e t   a l .   [ 1 9 ]   d es c r i b es   a   n a v i g a ti o n   s y s te m   f o r   a  m o b i l e  r o b o t   t h at   m u s t   e x ec u t e   m o ti o n s   i n   a  b u i ld i n g .   A   q u a li t a ti v e   a n al y s is   o f   a   US B   c a m e r a  f o r   a n   A G V   c o n t r o l   is   g i v e n   i n   [ 2 0 ] .   C o l o r e d   m a r k e r   r e c o g n i t i o n   a n d   a n   A G V   p o s i ti o n   a n d   p a t h   c o n t r o l   i m p l e m e n t a ti o n   a r e   e x p l a i n e d   i n   [ 2 1 ] – [ 2 4 ] .   T h e   m a i n   o b j e c t i v e   o f   t h i s   s t u d y   i s   t o   u t il i z e   a   s i n g l e   o f f   b o a r d   c a m e r a   b o t h   a s   a   s e n s o r   a n d   a   c o n t r o l l e r   w i t h o u t   e m p l o y i n g   a n y   o t h e r   t y p e s   o f   i n t e r n a l   a n d   e x t e r n a l  s e n s o r s .   T h e   c a m e r a   is   u t i li ze d   t o   p e r c e i v e   t h e   e n v i r o n m e n t ,   f o r m u l a t e   p a t h   p l a n n i n g ,   a n d   c o n t r o l   A G V   m o v e m e n t s   b y   a v o i d i n g   s t a ti c   o b s t a c l es .   E x p e r i m e n ts   w e r e   c o n d u c t e d   o n   s e v e r a l   p ath s   u s i n g   t h e   c a m e r a   s e n s o r .       2.   P RO P O SE D  SYS T E M   O V E RVIE W   T h e  s cien tific   r atio n ale  b eh in d   d ev elo p in g   th is   s y s tem   is   t o   elim in ate  th e  n ee d   f o r   v a r io u s   s en s o r s   f ix ed   o n   t h e  AGV  to   co llect  d i f f er en t  e n v ir o n m en tal   in f o r m a tio n .   T h e   s in g le  web   ca m er a   is   u tili ze d   to   m ap   th e   en v ir o n m en t,  r ec o g n ize  th e  o b s tacle s ,   p lan   th e  p ath ,   an d   co n t r o l  th e  AGV  alo n g   th at  p ath .   T h e  AGV  n av ig atio n   is   p lan n ed   an d   ex ec u ted   in   a  s tr u ctu r ed   en v ir o n m e n t  b y   co n s i d er in g   t h e  lim itatio n s   o f   a   s in g le  ca m er a  wo r k in g   b o th   as  a  s en s o r   an d   co n tr o lle r .   I n   s u ch   a  n av ig atio n   s y s te m ,   en v ir o n m en t  m ap p i n g   i s   ess en tial  f o r   ac cu r ate   p o s itio n in g   o f   th e  AGV,   d eter m in in g   th e  e n d   p o s itio n ,   an d   l an d m ar k s .   T h e  p o s itio n s   o f   th e  AGV  o r   o b s tacle s ,   as  d eter m in ed   b y   th e  ca m e r a,   ar e  in itially   in   im ag e  c o o r d i n a tes  ( in   p ix els)  an d   n ee d   to   b e  m ap p ed   i n to   wo r ld   co o r d in ates  ( i n   m illi m eter s   o r   m eter s )   to   ascer tain   th e   ac tu al  p ath   tr av eled   b y   th e  AGV  in   th e  wo r ld   co o r d in ate   s y s tem .   T h er ef o r e,   as  th e  f ir s t  s tep ,   th e  in v er s e  m ap p in g   m a tr ix   ( )   f o r   2 D  p o in ts   in   th e  w o r ld   p lan e   an d   th eir   co r r esp o n d in g   p o in ts   in   th e  im ag e  p lan e  is   d eter m in ed   u s in g   a  ch ec k er b o ar d   s h ee t.   Fo r   esti m atin g   th e   m ap p in g   m atr ix   ( M) ,   a   ch ec k e r b o ar d   s h ee t  with   1 0 0   m m   ×  1 0 0   m m   s q u a r e  is   p lace d   i n   th e   en v ir o n m e n t,  an d   th e  ca m er a  is   ac tiv ated   to   ca p t u r e  im ag es  o f   th e  e n v ir o n m en t .   Usi n g   a  ca m er a’ s   p in h o le   m o d el,   th e  p r o jectio n   f r o m   th e   3 D  s p ac e  to   th e   im ag e  p lan e  ca n   b e  d escr ib e d   with   ( 1 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E xp erimen ta l res u lts   o n   p o s itio n   a n d   p a th   co n tr o l o f a n   a u to ma ted   g u id e d   ve h icle  …   ( R a m esh   P u n g le )   393   [ 1 ] = Κ [ RT ] [ 1 ]   ( 1 )     w h er e    is   an   ar b itra r y   s ca le  f a cto r ,   p   =  [ u   v   1 ]   T  a r e  th e  co o r d in ates  o f   th e  2 D  p o i n t  p r o jec ted   o n to   th e  im a g e   p lan e,   P  =  [ X ,   Y ,   Z ,   1 ]   T   ar e   th e  co o r d in ates  o f   th e  p o in t  i n   th e  r ef e r en ce   o r   wo r ld   p lan e  o f   th e  3 D  s p ac e.   R   r ep r esen ts   th e  r o tatio n   o f   th e   co o r d in ate  s y s tem   o f   th e  3 D   p o in ts   with   r esp ec t  to   th e  o r ig in ;  T   is   a  v ec to r   r ep r esen tin g   th e  tr an s latio n   o f   th e  o r ig in   o f   th e  ca m e r a  co o r d i n ate  s y s tem ,   [ R   T ]   r ep r esen ts   th e  tr an s f o r m atio n   b etwe en   th e  ca m er a  f r am e  a n d   th e  wo r ld   c o o r d i n ate  s y s tem .     E q u atio n   ( 1 )   ca n   b e  s im p lifie d   as   ( 2 ) .     | ̅ | = Κ ⌈ R Τ ⌉ | P ̅ | , fur the r   c a n   be   s imp l ifi e d   as   | ̅ | = Μ | P ̅ i |   ( 2 )     T h e   p r o jectio n   m atr ix   M  ca n   b e  esti m ated   b y   d etec tin g   p o in t  co r r esp o n d en ce   with   p i  =  [ u ,   v ,   1 ]   T   b ei n g   th e  p ix el   p o s itio n s   an d   P i  =  [ X,   Y,   1 ]   T   b ein g   th e  wo r ld   c o o r d in ates  o f   t h e  co r r esp o n d in g   f ea tu r e  p o in t   o f   in d e x ,   ‘ i’   o n   th e   p lan ar   p atter n   o r   ch ec k e r b o a r d .   I n   o r d er   to   elim in ate  th e  s c alin g   f ac to r ,   cr o s s   p r o d u ct  o f   ea ch   ter m   o f   ( 2 )   is   tak en   as   ( 3 ) .     ̅ × | ̅ | = p ̅ i × | Μ P ̅ i | , s in c e   c r oss   pr od uc t   of   | ̅ × ̅ | = 0   ( 3 )     E q u atio n   ( 3 )   ca n   b e  wr itten   as   ( 4 ) .     p ̅ i × | Μ P ̅ i | = [ u 1 v 1 1 ] [ 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ ]   ( 4 )     E q u atio n   ( 4 )   is   f o r m u lated   as   ( 5 ) .     [ 0 i T − P i − T v i P i − T P i − T 0 i T − u i P i − T − vP i − T u i P i − T 0 i T ] [ m 1 m 2 m 3 ] = 0   ( 5 )     E q u atio n   ( 5 )   is   in   t h e  f o r m   o f   AM   =  0 ,   wh er e  A   is   a  3 × 9  m at r ix   an d   M  is   a   v ec to r   with   r o w - wis e  n in e  elem en ts   o f   M.   T h e  AM   is   l in ea r   in   M  an d   h as  two   lin ea r ly   in d ep en d en t  eq u atio n s   i.e . ,   o n e  r o w  ca n   b e  r em o v ed .   R em o v in g   th e  th i r d   r o w  o f   ( 5 ) ,   th e  f o llo win g   eq u atio n   is   o b t ain ed .       [ 0 i T − P ̅ i T v i P ̅ i T p ̅ i T 0 i T − u i P ̅ i T ] [ m 1 m 2 m 3 ] = 0 , whe r e   M = [ m 1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m 8 m 9 ]   ( 6 )     E q u atio n   ( 6 )   is   v alid   f o r   all  h o m o g e n eo u s   r ep r esen tatio n s .   T h e  m atr ix   M  h as  8   p ar am ete r s   alo n g   with   a  9 th   h o m o g en eo u s   s ca lin g   f ac to r .   T o   s o lv e  f o r   th e  p ar a m eter s   o f   M,   a  s u f f icien t  n u m b er   o f   e q u atio n s   ar e  r eq u ir ed .   Sin ce   ea ch   p o in t  co r r esp o n d e n ce   g iv es  r is e  to   two   eq u atio n s   ( o n e  f o r   th e  x - co o r d in ate  an d   o n e  f o r   th e  y - co o r d in ate ) ,   y o u   n ee d   at  least  f o u r   co r r es p o n d en ce s   ( 8   e q u ati o n s )   to   s o lv e  f o r   th e  8   p ar am et er s   in   M.   Ho wev er ,   in   p r ac tice,   m o r e   co r r esp o n d e n ce s   ar e  o f ten   u s ed   to   c r ea te  a n   o v e r - d eter m in ed   lin e a r   s y s tem .   T h is   r e d u n d an c y   h elp s   im p r o v e   th e  r o b u s tn ess   an d   ac cu r ac y   o f   th e  s o lu tio n   b y   m in im izin g   er r o r s   an d   h an d lin g   o u tlier s   m o r e   ef f ec tiv ely .   T h e  o v er - d eter m in e d   eq u atio n s   ar e  s o lv ed   u s in g   th e  lin ea r   least  s q u ar e  tech n iq u e  to   d eter m in e  m atr ix   ( M) .   T h e  c o m p lete  p r o ce d u r e   is   o u tlin ed   in   [ 2 5 ] .   T h e  in v e r s e  m ap p in g   m atr ix   ( )  ca n   b e   ca lcu lated   b y   s im p ly   tak in g   th e   in v e r s e  o f   th e  m ap p i n g   m atr ix   ( M)   i.e . ,   ( M - 1) .   E q u atio n   ( 7 )   is   u tili ze d   t o   d eter m in e  an y   wo r ld   p o in t f r o m   its   co r r esp o n d in g   i m ag e  p o i n t.     (  ) = P ( i m ag e )   ( 7 )     T h e  s y s tem   co n s is ts   o f   a  p er s o n al   co m p u ter   ( PC ) ,   ca m e r a ,   r ad io   f r eq u en c y   ( R F)  m o d u l e,   co lo r e d   m ar k er s ,   an d   an   AGV  as  s h o wn   in   Fig u r e   1 .   T h e  c o lo r ed   m ar k er s   ar e   u s ed   f o r   s tr u ctu r in g   th e  en v ir o n m en t   as  p er   th e  r e q u ir em en t.   T h e  ac tu atio n   tim e  is   d eter m in ed   b y   r e co g n izin g   t h e  p o s itio n s   o f   t h e  co lo r ed   m a r k er s   in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   3 9 1 - 4 0 0   394   b o th   th e  im ag e  as  well  as  wo r ld   co o r d i n ate  s y s tem .   T h e  AGV  is   th en   ac tu ated   f o r   a  s p ec i f ied   tim e  an d   th e n   f ee d b ac k   is   tak e n   th r o u g h   v is u al  in f o r m atio n   o b tain e d   f r o m   t h e  ca m er a.             Fig u r e  1 .   E x p er im e n tal  s etu p   l ay o u t       3.   CO L O URE D  M ARK E R  R E CO G NIT I O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th e  r esu l ts   o f   ac q u ir in g   an d   r ec o g n izin g   cir cu lar   m a r k er s   o f   co lo r s   s u ch   as  r ed ,   g r ee n ,   an d   b lu e .   Ad d itio n ally ,   co lo r ed   m ar k e r s   o f   s h ap es lik e   s q u ar e,   tr ian g u lar ,   an d   cir cu la r   m ay   also   b e   u s e d   in   ex p e r im en tatio n s .   T h ese  m a r k er s   ar e   p lace d   in   a  test in g   en v ir o n m e n t  wh er e   th e   ca m er a   is   f itted   to   th e   ce ilin g .   I n itially ,   a  r ed   co lo r e d   m ar k er   o f   a  cir c u lar   s h ap e  was  p lace d   in   th e  m ap p ed   e n v ir o n m en t.   Hig h - q u ality   im ag es   ca p tu r ed   b y   th e  ca m er a  ar e  s elec ted   f o r   f u r t h er   p r o ce s s in g   in   MA T L AB   u s in g   an   im ag e  p r o ce s s in g   alg o r ith m .   T h e  o r ig in al - c o lo r ed   m ar k er s   an d   th eir   p r o ce s s ed   im ag es  ar e  s h o wn   in   Fig u r e s   2   an d   3 .   T h e  b lo b   an aly s is   tech n iq u e   is   u s ed   to   p r o ce s s   R GB   im ag es  to   d etec t  a n d   r ec o g n ize  co l o r ed   m ar k e r s   in   t h e  i n p u t  im a g e.   Du r in g   b lo b   a n aly s is ,   a  b lo b   is   a  r e g io n   th at  h as  a   v alu e   o f   1   ( o r   t r u e ) .   T h er e   is   n o   way   f o r   t h e  d if f er en t  co lo r   b lo b s   to   o v er lap   in   th e   b in a r y   im a g e  an d   th er ef o r e,   o n ly   o n e  b l o b   is   c o n s id er ed   e v en   th o u g h   b lo b s   h av e  d if f e r en t  c o lo r s .   T h e  co m p lete  p r o ce s s   o f   o b jec t  r ec o g n iti o n   is   g r o u p ed   in to   f o u r   o p er atio n s :  lab elin g ,   g r o u p in g ,   e x tr ac tin g ,   an d   m atch in g .   On ce   a   s et  o f   r eg io n s   h as  b ee n   id e n tifie d ,   t h e  p r o p e r ties   o f   t h e  r e g io n s   b ec o m e   th e   in p u t  to   th e   h ig h er - lev el  p r o ce d u r e  th at  p er f o r m s   d ec is io n - m ak in g   task s   s u ch   as r ec o g n itio n   o r   in s p ec tio n .           Fig u r e  2 .   E x p an d ed   v iew  o f   th e  R GB   an d   g r ey   im ag e  o f   s am p le  r ed - c o lo r ed   o b jects     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E xp erimen ta l res u lts   o n   p o s itio n   a n d   p a th   co n tr o l o f a n   a u to ma ted   g u id e d   ve h icle  …   ( R a m esh   P u n g le )   395       Fig u r e  3 .  T h e   co n n ec ted   c o m p o n en t la b elin g   in   b i n ar y   im a g e       T h e  b lo b   an aly s is   was  p er f o r m ed   o n   an   R GB   im ag e  th at  h a s   a  r ed   co l o r   cir c u lar   m ar k er   with   a  wh ite  b ac k g r o u n d .   MA T L AB   co d e  was  d ev elo p ed   to   p er f o r m   b lo b   an aly s is   o n   th e   g iv en   im ag e .   T h e   ex p er i m en tal   r esu lts   o f   b lo b   an aly s is   ar e  p r e s en ted   s tep   b y   s tep   in   Fig u r e  4 .   Ma r k er s   o f   th e   s am e  co lo r   wi th   d if f er e n t sh ap es   o r   th e  s am e  s h ap e  with   d if f er en t  co lo r s   ca n   also   b e  u s ed   f o r   ex p er im e n tatio n .   T h e   m ajo r   s tep s   o f   th e  im ag e   p r o ce s s in g   alg o r ith m   e m p lo y e d   in   e x p er im e n tatio n   a r e  s h o w n   in   Fig u r e  4 .   I n   [ 1 7 ] ,   co l o r ed   m ar k er   r ec o g n itio n   tech n iq u es  u s in g   th e   Ho u g h   t r an s f o r m   wer e  u tili ze d ,   claim in g   an   av e r ag e   r ec o g n itio n   a cc u r ac y   o f   ar o u n d   9 8 . 8 %.           Fig u r e   4 .   Dis p lay   o f   r esu lts   o f   im ag e  p r o ce s s in g   alg o r ith m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   3 9 1 - 4 0 0   396   4.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S AN D  D I SC USS I O N   T h e  n av ig atio n   a n d   p ath   p lan n in g   o f   an   AGV  g iv es a   r eliab le  esti m atio n   o f   th e  v eh icle' s   p o s itio n   an d   an   ac cu r ate  wo r k s p ac e  o r   n av ig atio n   m a p   [ 1 4 ] .   T h e  a p p r o a ch   ad o p ted   h er e   in v o lv es  d ec o m p o s in g   th e   g iv e n   p ath   in to   s tr aig h t  s eg m en ts   an d   cir cu lar   cu r v es  o r   s im p le  9 0 - d e g r ee   tu r n s .   Ho wev er ,   s u ch   p ath s   ca n n o t  b e   p r ec is ely   tr ac k ed   d u e  t o   d is co n tin u ities   in   cu r v atu r e  at  tr an s itio n   p o in ts   b etwe en   s eg m en ts ,   wh ich   n ec ess itate   in s tan tan eo u s   ac ce ler atio n s .   T ak in g   in to   ac co u n t  th e  co n s tr ain ts   o f   im ag e  p r o ce s s in g ,   p o s itio n   co n tr o l  o f   th e   AGV,   an d   th e  f ield   o f   v iew  ( FOV)   o f   th e  en v ir o n m en t  u s i n g   a  s in g le  ca m er a,   a  r ea l - tim e  p o s itio n   an d   p ath   co n tr o l sy s tem   h as b ee n   d ev el o p ed   a n d   u tili ze d   in   th e  ex p er i m en tatio n s   an d   f o r   c o r r ec tio n s .   T h e  ex p er im e n tatio n   o f   AGV  p r esen ted   in   th is   p ap er   co n s id er s   th e  p o s itio n   an d   p ath   c o n tr o l o f   AGV  o n   s tr aig h t   p ath s   with   an d   with o u t  s tatic  o b s tacle s   u s in g   a  s in g le  ca m er a   as  a   s en s o r   an d   c o n tr o ller .   I n   a   s tr aig h t   p ath   with   n o   o b s tacle s ,   p ath   p l an n in g   is   s im p le,   a n d   t h e  p ath   is   co n v er ted   in to   a  s in g le  s eg m en t.  I n   th e   ca s e  o f   a  s tr aig h t  p ath   with   a   s tatic  o b s tacle   in   a   g iv e n   p at h ,   t h e  to tal  p ath   n ee d s   t o   b e   s eg m e n ted   in to   s tr aig h t   p ath s   an d   9 0 - d eg r ee   tu r n s   o r   cir cu la r   ar cs.  T h en ,   th e  tim e  r eq u ir ed   to   co v er   t h e  g iv en   s eg m en t is d eter m in ed .   As th e  s p ee d   o f   th e   AGV  is   p r ed eter m in ed ,   o n ly   th e  s eg m en t  d is ta n ce   n ee d s   to   b e  ca lcu lated ,   eith er   in   p i x els  o r   in   m illi m eter s .   T h e  tim e  r e q u ir e d   to   co v er   a  p ar ticu lar   s eg m e n t  is   ca lcu lat ed   b y   u s in g   ( 8 ) ,   an d   th e   tim e  r eq u ir ed   to   ex ec u te  a  9 0 - d eg r ee   tu r n   is   ca lcu lated   b y   u s in g   ( 1 0 ) .     1   = 1 1 , 2 = 2 2 , 3 = 3 3 , … … … … . . , =   ( 8 )     E q u atio n   ( 8 )   ca n   b e  s u m m ar iz ed   as   ( 9 ) .      = 1 ∑ = 1   ( 9 )     As th e  AGV  s p ee d   is   ca lib r ated ,   th e  tim e  r e q u ir ed   to   tak e  a  9 0 - d eg r ee   tu r n   is   ca lcu lated   u s in g   ( 1 0 ) .     = ∑ = 1   ( 10 )     T h e  to tal  tim e   to   co v er   a   g iv en   p ath   ca n   b e  ca lc u lated   b y   a d d i n g   th e   tim es  o b tain ed   f r o m   ( 9 )   an d   ( 1 0 ) .   T h e  AGV  with   d if f er en tial   d r i v e  co n f ig u r atio n   was  d ev elo p e d   an d   em p lo y ed   in   th e  e x p er im en tatio n .   I t   h as  f o u r   wh ee ls ,   o u t  o f   wh ich   two   r ea r   wh ee ls   ar e  co n n ec ted   to   two   g ea r ed   DC   m o to r s   o f   th e  s am e  s p ee d ,   d r iv e n   in d ep en d en tly ,   an d   th e   f r o n t  t wo   wh ee ls   ar e   u s ed   o n l y   f o r   b alan cin g   p u r p o s es.  A   1 2 - v o l t  b atter y   is   u s ed   to   s u p p ly   th e  r eq u ir e d   v o ltag e   an d   cu r r e n t.     4 . 1 .   AG V  o n str a i g ht  pa t h   T o   test   th e  p er f o r m a n ce   o f   a n   AGV  o n   th e  s tr aig h t  p ath ,   tw o   d is tin ct  p ath   co n d itio n s   wer e  test ed :  a   s tr aig h t  p ath   with   n o   s tatic  o r   d y n am ic   o b s tacle   an d   a   s tr aig h t  p ath   with   a   s tatic  o b s tacle .   I n   ca s e  1,   t h e  AGV   was  te s ted   o n   a  clea r ,   u n o b s tr u cted   s tr aig h t  p ath .   T h is   co n d itio n   s er v ed   as  a  b aselin e  to   a s s e s s   th e  AGV’ s   b as ic   p er f o r m an ce ,   i n clu d in g   its   ab ilit y   to   m ain tain   a  s tr aig h t  tr ajec to r y   an d   its   r esp o n s iv en ess   to   co n tr o l  in p u ts   wh en   n o   ex ter n al  f ac to r s   ar e  p r esen t .   I n   ca s e  2,   s tatic  o b s tacle s   we r e  p lace d   alo n g   th e  s tr aig h t  p a th .   T h ese  o b s tacle s   d o   n o t  m o v e   b u t r e q u ir e  t h e  s y s tem   to   d etec t th e  o b s tacle s ,   a n   AGV,   an d   n a v ig ate  ar o u n d   t h em .     4 . 1 . 1 .   Str a ig ht  pa t h wit h no   o bs t a cles   I n   s tr aig h t  p ath   p la n n in g   with   n o   o b s tacle s   in   th e  p ath ,   an   A GV  ( with   a  r ed   co lo r ed   cir c u la r   m ar k er   at   th e  to p )   is   p lace d   at  th e  s tar tin g   p o s itio n   in   s witch ed - o f f   c o n d itio n .   An o th er   m ar k er ,   co lo r e d   r ed ,   g r ee n ,   o r   b lu e   is   p lace d   at  th e  g o al  ( en d )   p o s it io n   a s   in   Fig u r e  5 ( a) .   W h en   th e   s y s tem   s tar t s ,   th e  ca m er a  ca p tu r es  th e  f ir s t  im ag e   an d   s u b s eq u en tly ,   th e  im a g e  i s   p r o ce s s ed   in   MA T L AB   an d   th e  in itial  p o s itio n s   o f   th e   AGV  an d   e n d   p o s itio n   ar e  d eter m in ed .   T h e   p o s itio n s   d etec ted   b y   im ag e   p r o ce s s in g   alg o r ith m s   an d   s eg m e n ted   p a th s   ar e  d ep icted   in   Fig u r e  5 ( b ) .   T h ese  p o s itio n s   ar e  s u b s eq u en tl y   tr an s f o r m ed   i n to   wo r l d   co o r d in ates  u s in g   a n   in v e r s e  m ap p i n g   m atr ix   ( )  to   c o m p a r e  th e   ac tu al   p ath   tr a v eled   b y   th e  AGV  o n   t h e  g r o u n d   f l o o r .   Fu r th er ,   th ese   p o s itio n s   ar e  also   u tili ze d   to   g en er ate  th e  to t al  p ath   an d   to   ca lcu late  th e  d is tan ce   b etwe en   th e  s tar tin g   p o in t   an d   th e  g o al  p o in t,   b o th   in   t h e  im ag e  as we ll a s   in   th e  wo r ld   c o o r d i n ate  s y s tem .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E xp erimen ta l res u lts   o n   p o s itio n   a n d   p a th   co n tr o l o f a n   a u to ma ted   g u id e d   ve h icle  …   ( R a m esh   P u n g le )   397       ( a)   ( b )     Fig u r e  5 .   B in ar y   im ag e  s h o wi n g   ( a)   t h e  p o s itio n s   o f   s tar tin g   an d   g o al  p o in t a n d   ( b )   th e   s eg m en ted   p ath       Usi n g   th e  d is tan ce   an d   th e   ca lib r ated   AGV  s p ee d ,   th e   tim e   r eq u ir ed   f o r   th e   AGV  to   r ea c h   th e   g o al   p o in t  is   ca lcu lated .   Fo llo win g   t h is   ca lcu latio n ,   t h e  AGV  is   th e n   ac tu ated   f o r   th at   d u r atio n   th r o u g h   an   R F  r em o te   co n tr o l.  T h e  d is tan ce   b etwe en   two   p o s itio n s   is   d eter m in ed   b y   u s in g   ( 1 1 )   in   im ag e  co o r d in ates  ( p ix els)   an d   in   wo r ld   co o r d in ates     ( m m ) .     = √ ( − ) 2 + ( − ) 2 , = √ ( − ) 2 + ( − ) 2   ( 11 )     T h e  ac tu al  p ath   tr a v eled   b y   th e  AGV  d u r in g   test in g   an d   th e  p r ed icted   p at h   u tili zin g   ca lib r ated   s p ee d   d u r in g   a  g iv e n   tim e  d u r atio n   i s   d ep icted   in   Fig u r e  6 .   On   th e  s tr aig h t p ath ,   th e  d is tan ce   co v er ed   b y   th e  AGV  in   th e  wo r ld   co o r d in ates  s y s tem   a n d   th e   ac tu al   d is tan ce   m ea s u r e d   o n   th e   f lo o r   ar e  g iv en   in   T ab l e  1 .   T h e   p er ce n tag e  er r o r   was f o u n d   to   b e  2 . 4 1 %.           Fig u r e  6 .   T h e  p r e d icted   an d   ac tu al  p ath     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   3 9 1 - 4 0 0   398   T ab le  1 .   E r r o r   i n   d is tan ce   m ea s u r em en t f o r   s tr aig h t p ath   D i st a n c e   i n   p i x e l s   D i st a n c e   i n   m  c a l c u l a t e d   u si n g   i n v e r se   ma p p i n g   ( )   D i st a n c e   a c t u a l   mea s u r e d   i n   m e t e r s   Er r o r   i n   c a l c u l a t e d   a n d   mea s u r e d   d i s t a n c e   me t e r s   P e r c e n t a g e   e r r o r   1 8 3   1 . 2 6 8 7   1 , 3 0 0   0 . 0 3 1 3   2 . 4 1       4 . 1 . 2 .   Str a ig ht  pa t h wit h sta t ic  o bs t a cle   T o   test   th e  p er f o r m an ce   o f   an   AGV  o n   a  s tr aig h t  p ath   with   a   s tatic  o b s tacle ,   a  r ed - co lo r e d   r ec tan g u lar   o b ject  is   p o s itio n ed   b etwe en   th e  s tar tin g   p o s itio n   an d   th e  en d   p o s itio n   Up o n   s y s tem   in itializatio n ,   th e  f ir s t  im ag e  ca p tu r e d   b y   th e  ca m e r a  u n d er g o es  p r o c ess in g   u s in g   an   im ag e  p r o ce s s in g   alg o r it h m   to   esti m ate  th e  p o s itio n s   o f   th e  s tar tin g   p o in t,  en d   p o in t,  an d   o b s tacle   in   th e  im ag e  co o r d in ate  s y s tem .   I n   ad d itio n   to   th e   ce n tr o id s   o f   th ese  p o s itio n s ,   th e  f o u r   co r n er   p o s itio n s   o f   t h e  r ec tan g u lar   co l o r   m ar k er   ( o b s tacle )   ar e  also   n ec ess ar y ,   as illu s tr ated   in   Fig u r es  7 ( a)   a n d   6   ( b ) .     All  th ese  p o s itio n s   ar e  in itially   in   p ix els  an d   ar e  th e n   tr a n s f o r m ed   i n to   wo r ld   co o r d i n ates  u s in g   th e   in v er s e  m ap p in g   m atr ix   ( ) .   T h e  d is tan ce   b etwe en   ea ch   s eg m en t  an d   th e   ac tu atio n   tim e   r eq u ir ed   f o r   th e   AGV  to   co v er   th at  s eg m en t  is   ca lcu lated .   T h e  to tal  p ath   is   d iv id ed   in to   d if f er en t  s eg m en ts   as  d ep icted   in   Fig u r e   7 ( b ) ,   c o m p r is in g   s tr aig h t  s eg m en ts   an d   ar cs  o f   r ad iu s   ‘ r ’ .   T h e  to tal  ac tu atio n   tim e  is   th e  s u m   o f   th e  tim es  r eq u ir ed   f o r   th e  AGV  to   co v e r   th e  h o r izo n tal  d is tan ce ,   n av i g ate  th e  cu r v e,   a n d   tr av er s e  th e  v er tical  d is tan ce .   T h e  to tal  ac tu atio n   tim e  r eq u i r ed   f o r   AGV  to   co v er   all  s eg m en ts   an d   r ea ch   th e  g o al  p o i n t  wh ile  av o id in g   th e  o b s tacle   is   ca lcu lated   u s in g   ( 1 0 )   an d   ( 1 1 ) .   Su b s eq u en tly ,   th e   AGV  is   ac tu ated   f o r   t h e  ca lc u lated   tim e,   a n d   th e  r esu ltin g   p o s itio n s   an d   p ath s   a ch iev ed   in   r ea l - tim e  ar e  p r esen ted   in   Fig u r e   8 .           ( a)   ( b )     Fig u r e  7 .   B in ar y   im ag e  o f   th e  AGV  ( a)   th e  in itial,  g o al ,  a n d   co r n er   p o s itio n s   o f   o b s tacle   an d   ( b )   t h e  to tal  p ath   an d   s eg m en ted   p ath s   with   tu r n in g   p o i n ts           Fig u r e  8 .   Po s itio n s   an d   p ath   a ch iev ed   b y   th e  AGV  in   r ea l ti m e  ap p licatio n   f o r   s tr aig h t  p at h   with   s tatic  o b s tacle   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E xp erimen ta l res u lts   o n   p o s itio n   a n d   p a th   co n tr o l o f a n   a u to ma ted   g u id e d   ve h icle  …   ( R a m esh   P u n g le )   399   5.   CO NCLU SI O N   T h e  p r im ar y   o b jectiv e  o f   p er f o r m in g   th e  ex p er im e n tatio n   was  to   u tili ze   a  s in g le  o f f - b o ar d   f ix ed   ce ilin g   ca m er a  to   d eter m in e  th e  p o s itio n   o f   t h e  AGV,   en d   p o s itio n ,   a n d   o b s tacle s   in   th e   m a p p ed   en v ir o n m e n t  an d   t h en   to   co n tr o l  t h e  p o s itio n   a n d   p ath   o f   th e  AGV  b y   av o i d in g   o b s tacle s   alo n g   a  s tr aig h t  p ath .   T o   ac h ie v e  th e   o b jectiv es,  th e  wo r k   was  d i v id ed   in to   d if f er e n t  ar ea s   in cl u d in g   h ar d war e,   s o f twar e,   en v ir o n m en t  m ap p in g   u s in g   th e  ca m er a,   o b ject  r ec o g n itio n ,   an d   p o s itio n   an d   p ath   co n tr o l   o f   AGV  o n   th e  p at h s   th at   ar e  p lan n ed   b y   t h e  o f f - b o ar d   ca m er a.   T h e  ex p er im e n t  was  s u cc ess f u lly   p er f o r m ed   with   th e  g iv en   co n s tr ain ts   an d   th e  f in al  co n c lu s io n s   ar e  as f o llo ws .   First,  t h e  ef f icien c y   o f   co lo r e d   m a r k er   d etec tio n   an d   r ec o g n itio n   was r ec o r d ed   at  1 0 0 % f o r   d ef in e d   th r esh o ld s   an d   lig h tin g   c o n d it io n s .   T h e  co n s tan t - s p ee d   AG V  was  test ed   o n   p ath s   s u ch   as   s tr aig h t  p ath s   with   an d   with o u t  s tatic  o b s tacle s .   Seco n d ,   t h e  d ev elo p ed   alg o r ith m   g en er ated   v eh icle  p ath s   ac co r d in g   to   th e  n o d e   p o s itio n s   d etec ted   b y   th e  ca m er a  u s in g   im ag e   p r o ce s s in g ,   b o th   in   th e  i m ag e  p lan e  a n d   th e  wo r ld   p lan e.   T h e   to tal  p ath   was  s eg m en ted ,   an d   s eg m en t - wis e  ac tu atio n   tim es  wer e  ca lcu lated   in   s ec o n d s .   T h e  AGV  was  th en   n av ig ated   alo n g   th e  g iv e n   p ath   f o r   th e  ca lcu lated   ac tu atio n   tim e.   Du r in g   r ea l - tim e  test in g ,   th e  AGV  s u cc es s f u lly   r ea ch ed   th e  en d   p o s i tio n   wh ile  av o id in g   o b s tacle s   f o r   ea ch   p l an n ed   p ath .   T h e  av er ag e  er r o r   in   r ea ch in g   th e  en d   p o s itio n   was  f o u n d   to   b e  3 . 9 4 %  in   th e  wo r ld   co o r d in ate  s y s tem   an d   3 . 8 2 %  in   th e  im a g e  co o r d in ate  s y s tem ,   f o r   a  len g th   o f   1 2 6 9   m m   o r   1 8 3   p ix els.   T h ir d ,   t h e  r ec o r d ed   p o s itio n   er r o r   is   attr ib u ted   to   f ac t o r s   s u ch   as  ca m er a  r eso lu tio n ,   u n c er tain ties   in   im ag e  ca p tu r in g   tim e,   v ar iatio n s   in   lig h tin g   co n d itio n s ,   an d   p ix els in   th e  b lo b   ar ea .   Fo u r th ,   i n   th e   r ep ea tab ilit y   tes t,  th e  AGV  co u ld   r ea ch   a  g iv en   d esti n atio n   with   an   ac c u r a cy   o f   9 9 %.  Fin ally ,   s tr u ctu r in g   a n d   e n v ir o n m en t   m ap p in g   ar e   in d ee d   cr u cial  s tep s   b ef o r e   au to m ate d   g u i d ed   v e h icle  ( AGV)   n av ig atio n .   T h er ef o r e,   it  is   ess en tial  to   in v est  tim e  an d   r eso u r ce s   in   ac cu r ately   m ap p i n g   th e  en v ir o n m en t  b ef o r e   d ep lo y in g   th e  AGV  s o lu tio n s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   T. - J.  L e e ,   D . - H .   Y i ,   a n d   D . - I .   C h o ,   “ A   mo n o c u l a r   v i s i o n   s e n s o r - b a se d   o b s t a c l e   r e t e n t i o n   a l g o r i t h m  f o r   a u t o n o m o u s  r o b o t s,”   S e n s o rs ,  v o l .   1 6 ,   n o .   3 ,   M a r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 6 0 3 0 3 1 1 .   [ 2 ]   G .   N .   D e s o u z a   a n d   A .   C .   K a k ,   “ V i s i o n   f o r   m o b i l e   r o b o t   n a v i g a t i o n :   a   s u r v e y , ”   I EEE   T ra n s a c t i o n s  o n   P a t t e r n   A n a l y si s  a n d   Ma c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   2 4 ,   n o .   2 ,   p p .   2 3 7 – 2 6 7 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 3 4 . 9 8 2 9 0 3 .   [ 3 ]   J.  G e u n   K i m,   D .   H w a n   K i m,   S .   K w u n   Jeo n g ,   H .   K y e o n g   K i m ,   a n d   S .   B o n g   K i m ,   “ D e v e l o p m e n t   o f   n a v i g a t i o n   c o n t r o l   a l g o r i t h m   f o r   A G V   u si n g   D *   sea r c h   a l g o r i t h m,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   4 ,   n o .   2 ,   Jan .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 2 7 7 7 / i j s e . 4 . 2 . 3 4 - 3 8 .   [ 4 ]   I .   O h y a ,   A .   K o sak a ,   a n d   A .   K a k ,   “ V i s i o n - b a sed   n a v i g a t i o n   b y   a   mo b i l e   r o b o t   w i t h   o b st a c l e   a v o i d a n c e   u si n g   si n g l e - c a mer a   v i si o n   a n d   u l t r a so n i c   sen si n g , ”   I EEE  T r a n sa c t i o n s  o n   Ro b o t i c s  a n d   Au t o m a t i o n ,   v o l .   1 4 ,   n o .   6 ,   p p .   9 6 9 – 9 7 8 ,   1 9 9 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 7 0 . 7 3 6 7 8 0 .   [ 5 ]   G .   P a r e k h ,   M .   S k u b i c ,   O .   S j a h p u t e r a ,   a n d   J.  M .   K e l l e r ,   “ S c e n e   mat c h i n g   b e t w e e n   a   ma p   a n d   a   h a n d   d r a w n   s k e t c h   u si n g   sp a t i a l   r e l a t i o n s , ”   i n   Pr o c e e d i n g s  2 0 0 7   I EE E  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n ,   A p r .   2 0 0 7 ,   p p .   4 0 0 7 – 4 0 1 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / R O B O T. 2 0 0 7 . 3 6 4 0 9 4 .   [ 6 ]   H .   H u   a n d   D .   G u ,   “ La n d mark ‐ b a s e d   n a v i g a t i o n   o f   i n d u s t r i a l   m o b i l e   r o b o t s , ”   I n d u st r i a l   Ro b o t :   A n   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l ,   v o l .   2 7 ,   n o .   6 ,   p p .   4 5 8 – 4 6 7 ,   D e c .   2 0 0 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 8 / 0 1 4 3 9 9 1 0 0 1 0 3 7 8 8 7 9 .   [ 7 ]   S .   P a n z i e r i ,   F .   P a sc u c c i ,   a n d   R .   S e t o l a ,   “ S i mu l t a n e o u s  l o c a l i z a t i o n   a n d   ma p   b u i l d i n g   a l g o r i t h m  f o r   r e a l - t i m e   a p p l i c a t i o n s, ”   I FAC   Pro c e e d i n g s V o l u m e s ,   v o l .   3 8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 5 7 – 4 6 2 ,   2 0 0 5 ,   d o i :   1 0 . 3 1 8 2 / 2 0 0 5 0 7 0 3 - 6 - CZ - 1 9 0 2 . 0 1 3 4 6 .   [ 8 ]   V .   B o n a t o ,   M .   M .   F e r n a n d e s,   a n d   E.   M a r q u e s,   “ A   smar t   c a m e r a   w i t h   g e s t u r e   r e c o g n i t i o n   a n d   S LA M   c a p a b i l i t i e s   f o r   m o b i l e   r o b o t s , ”  I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   9 3 ,   n o .   6 ,   p p .   3 8 5 – 4 0 1 ,   J u n .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 0 2 0 7 2 1 0 6 0 0 5 6 5 4 6 5 .   [ 9 ]   A .   J.  D a v i s o n ,   I .   D .   R e i d ,   N .   D .   M o l t o n ,   a n d   O .   S t a ss e ,   “ M o n o S LA M :   r e a l - t i me   si n g l e   c a mera   S LA M , ”   I EEE   T ra n sa c t i o n s   o n   Pa t t e r n   An a l y si s   a n d   Ma c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   2 9 ,   n o .   6 ,   p p .   1 0 5 2 – 1 0 6 7 ,   J u n .   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPA M I . 2 0 0 7 . 1 0 4 9 .   [ 1 0 ]   J. - H .   S h i m  a n d   Y . - I .   C h o ,   “ A   mo b i l e   r o b o t   l o c a l i z a t i o n   u si n g   e x t e r n a l   su r v e i l l a n c e   c a mer a s  a t   i n d o o r , ”   P ro c e d i a   C o m p u t e r  S c i e n c e ,  v o l .   5 6 ,   p p .   5 0 2 – 5 0 7 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s . 2 0 1 5 . 0 7 . 2 4 2 .   [ 1 1 ]   T.   J.  C h o n g ,   X .   J .   Ta n g ,   C .   H .   Le n g ,   M .   Y o g e sw a r a n ,   O .   E .   N g ,   a n d   Y .   Z .   C h o n g ,   “ S e n s o r   t e c h n o l o g i e s  a n d   si mu l t a n e o u s  l o c a l i z a t i o n   a n d   m a p p i n g   ( S LA M ) , ”   Pr o c e d i a   C o m p u t e r  S c i e n c e ,   v o l .   7 6 ,   p p .   1 7 4 – 1 7 9 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s . 2 0 1 5 . 1 2 . 3 3 6 .   [ 1 2 ]   D .   C .   d e   A n d r a d e ,   L.   G .   Tr a b a sso ,   C .   C .   A .   E g u t i ,   a n d   R .   S u t e r i o ,   “ A   r o b u st   m e t h o d o l o g y   f o r   o u t d o o r   o p t i c a l   m a r k   r e c o g n i t i o n , ”  J o u rn a l   o f   t h e   Bra zi l i a n   S o c i e t y   o f   Me c h a n i c a l   S c i e n c e s  a n d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   3 9 ,   n o .   8 ,   p p .   3 1 0 3 – 3 1 2 0 ,   A u g .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 0 4 3 0 - 0 1 7 - 0 8 0 7 - 8.   [ 1 3 ]   I .   K o s t a v e l i s   a n d   A .   G a st e r a t o s ,   “ S e m a n t i c   ma p p i n g   f o r   m o b i l e   r o b o t i c s   t a s k s:   a   su r v e y , ”   R o b o t i c s  a n d   A u t o n o m o u s   S y st e m s ,   v o l .   6 6 ,   p p .   8 6 – 1 0 3 ,   A p r .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r o b o t . 2 0 1 4 . 1 2 . 0 0 6 .   [ 1 4 ]   T.   G e v e r s  a n d   A .   W .   M .   S me u l d e r s,  “ C o l o r - b a se d   o b j e c t   r e c o g n i t i o n , ”   P a t t e rn   R e c o g n i t i o n ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3 ,   p p .   4 5 3 – 4 6 4 ,   M a r .   1 9 9 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / S 0 0 3 1 - 3 2 0 3 ( 9 8 ) 0 0 0 3 6 - 3.   [ 1 5 ]   J.  Le e ,   C . - H .   H y u n ,   a n d   M .   P a r k ,   “ A   v i si o n - b a se d   a u t o ma t e d   g u i d e d   v e h i c l e   s y s t e m  w i t h   mark e r   r e c o g n i t i o n   f o r   i n d o o r   u s e , ”   S e n so rs ,   v o l .   1 3 ,   n o .   8 ,   p p .   1 0 0 5 2 – 1 0 0 7 3 ,   A u g .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 3 0 8 1 0 0 5 2 .   [ 1 6 ]   B .   K o t z e   a n d   G .   J o r d a a n ,   “ I n v e s t i g a t i o n   o f   M a t l a b ®  a s   p l a t f o r m   i n   n a v i g a t i o n   a n d   c o n t r o l   o f   a n   a u t o mat i c   g u i d e d   v e h i c l e   u t i l i si n g   a n   o m n i v i si o n   se n s o r , ”   S e n s o rs ,   v o l .   1 4 ,   n o .   9 ,   p p .   1 5 6 6 9 – 1 5 6 8 6 ,   A u g .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 4 0 9 1 5 6 6 9 .   [ 1 7 ]   C. - H .   H si e h ,   M . - L .   W a n g ,   L . - W .   K a o ,   a n d   H . - Y .   Li n ,   “ M o b i l e   r o b o t   l o c a l i z a t i o n   a n d   p a t h   p l a n n i n g   u si n g   a n   o m n i d i r e c t i o n a l   c a mer a   a n d   i n f r a r e d   s e n s o r s, ”   i n   2 0 0 9   I EEE   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S y st e m s,   Ma n   a n d   C y b e r n e t i c s ,   O c t .   2 0 0 9 ,   p p .   1 9 4 7 – 1 9 5 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S M C . 2 0 0 9 . 5 3 4 5 9 9 3 .   [ 1 8 ]   X .   W .   G a o ,   L .   P o d l a d c h i k o v a ,   D .   S h a p o sh n i k o v ,   K .   H o n g ,   a n d   N .   S h e v t s o v a ,   “ R e c o g n i t i o n   o f   t r a f f i c   s i g n s  b a s e d   o n   t h e i r   c o l o u r   a n d   s h a p e   f e a t u r e s   e x t r a c t e d   u si n g   h u man   v i s i o n   mo d e l s, ”   J o u r n a l   o f   Vi s u a l   C o m m u n i c a t i o n   a n d   I m a g e   R e p res e n t a t i o n ,   v o l .   1 7 ,   n o .   4 ,   p p .   6 7 5 – 6 8 5 ,   A u g .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j v c i r . 2 0 0 5 . 1 0 . 0 0 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   3 9 1 - 4 0 0   400   [ 1 9 ]   P .   R a n g a n a t h a n ,   J .   B .   H a y e t ,   M .   D e v y ,   S .   H u t c h i n s o n ,   a n d   F .   L e r a sl e ,   “ To p o l o g i c a l   n a v i g a t i o n   a n d   q u a l i t a t i v e   l o c a l i z a t i o n   f o r   i n d o o r   e n v i r o n m e n t   u s i n g   m u l t i - se n s o r y   p e r c e p t i o n , ”   R o b o t i c s   a n d   Au t o n o m o u s   S y st e m s ,   v o l .   4 1 ,   n o .   2 – 3 ,   p p .   1 3 7 – 1 4 4 ,   N o v .   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / S 0 9 2 1 - 8 8 9 0 ( 0 2 ) 0 0 2 7 6 - 2.   [ 2 0 ]   D .   P u p p i m  d e   O l i v e i r a ,   W .   P e r e i r a   N e v e s  d o s  R e i s ,   a n d   O .   M o r a n d i n   J u n i o r ,   “ A   q u a l i t a t i v e   a n a l y s i s  o f   a   U S B   c a mer a   f o r   A G V   c o n t r o l , ”   S e n s o rs ,   v o l .   1 9 ,   n o .   1 9 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 9 1 9 4 1 1 1 .   [ 2 1 ]   P .   O n g ,   W .   K .   S .   Ta n ,   a n d   E.   S .   Lo w ,   “ V i s i o n - b a se d   p a t h   d e t e c t i o n   o f   a n   a u t o m a t e d   g u i d e d   v e h i c l e   u s i n g   f l o w e r   p o l l i n a t i o n   a l g o r i t h m, ”   A i n   S h a m s E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 6 3 – 2 2 7 4 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s e j . 2 0 2 0 . 0 9 . 0 1 8 .   [ 2 2 ]   Q .   Z h u ,   Z.   Z h e n g ,   C .   W a n g ,   a n d   Y .   L u ,   “ R e se a r c h   o n   A G V   p a t h   t r a c k i n g   m e t h o d   b a se d   o n   g l o b a l   v i si o n   a n d   r e i n f o r c e me n t   l e a r n i n g , ”   S c i e n c e   Pro g r e ss ,   v o l .   1 0 6 ,   n o .   3 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 0 3 6 8 5 0 4 2 3 1 1 8 8 8 5 4 .   [ 2 3 ]   I .   K u b a sa k o v a ,   J.  K u b a n o v a ,   D .   B e n c o ,   a n d   D .   K a d l e c o v á ,   “ I mp l e me n t a t i o n   o f   a u t o ma t e d   g u i d e d   v e h i c l e s   f o r   t h e   a u t o ma t i o n   o f   sel e c t e d   p r o c e ss e s  a n d   e l i m i n a t i o n   o f   c o l l i si o n s b e t w e e n   h a n d l i n g   e q u i p m e n t   a n d   h u m a n s  i n   t h e   w a r e h o u se , ”   S e n so rs ,   v o l .   2 4 ,   n o .   3 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 4 0 3 1 0 2 9 .   [ 2 4 ]   K .   W i l s o n ,   “ R e a l -   t i me  t r a c k i n g   f o r   m u l t i p l e   o b j e c t s  b a se d   o n   i m p l e me n t a t i o n   o f   R G B   c o l o r   s p a c e   i n   v i d e o , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S i g n a l   Pr o c e ssi n g ,   I m a g e   Pro c e ssi n g   a n d   P a t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   p p .   3 3 1 – 3 3 8 ,   A p r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 4 2 5 7 / i j s i p . 2 0 1 6 . 9 . 4 . 2 9 .   [ 2 5 ]   L.   H .   W u r m,   G .   E.   Le g g e ,   L.   M .   I sen b e r g ,   a n d   A .   L u e b k e r ,   “ C o l o r   i m p r o v e s   o b j e c t   r e c o g n i t i o n   i n   n o r m a l   a n d   l o w   v i s i o n . , ”   J o u r n a l   o f   E x p e ri m e n t a l   Ps y c h o l o g y :   H u m a n   Pe r c e p t i o n   a n d   Pe r f o rm a n c e ,   v o l .   1 9 ,   n o .   4 ,   p p .   8 9 9 – 9 1 1 ,   1 9 9 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 7 / 0 0 9 6 - 1 5 2 3 . 1 9 . 4 . 8 9 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         Ra m e sh  P u n g le          is   wo rk in g   a s  a n   a ss o c iate   p r o fe ss o r  a n d   h e a d   o f   t h e   De p a rtme n t   o f  M e c h a n ica l  a n d   Au to m a ti o n   E n g i n e e rin g   a t  P .   E.   S .   C o ll e g e   o f  En g i n e e rin g ,   Ch h a trap a ti   S a m b h a ji n a g a r  ( M . S . ) - 4 3 1 0 0 2 ,   I n d ia.  He   re c e iv e d   a   P h . D.  in   2 0 1 8   fro m   Visv e sv a ra y a   Na ti o n a l  I n stit u te  o f  Tec h n o lo g y ,   Na g p u r .   His  a re a   o f  re se a rc h   is  ro b o ti c s  a n d   a u to m a ti o n .   He   h a s  3 1   y e a rs  o f  e x p e rie n c e   in   in d u stry   a n d   tea c h i n g .   H e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   ra m e sh g p u n g le@ g m a il . c o m .         Atul   And h a r e           is  wo r k i n g   a s  a   p ro fe ss o r   i n   M e c h a n ica l  En g in e e rin g   a n d   a lso   h e a d   o f  th e   De p a rtme n t  o f  M e c h a n ica l  En g i n e e rin g   a t   Visv e sv a r a y a   Na ti o n a l  I n stit u te  o f   Tec h n o l o g y ,   Na g p u r.   He   h a s  re c e iv e d   a   P h . D.   fro m   th e   In d ian   In stit u te   o f   Tec h n o l o g y ,   Bo m b a y ,   M u m b a i.   He   h a s  m o re   th a n   3 5   y e a rs  o f   in d u strial   a n d   a c a d e m ic  e x p e rien c e   in   re p u tab le   in sti tu tes .   His  a re a s  o f   in tere st  a re   m a c h in e   d e sig n ,   m a c h in e ry   v i b ra ti o n s,  a n d   c o n d i ti o n   m o n it o rin g   a n d   m a c h i n in g .   He   h a s  p u b l ish e d   n u m b e rs  o f  a rti c les   i n   v a rio u s   jo u r n a ls,  g u i d e d   9   P h . D.   stu d e n t s  a n d   m o re   th a n   3 0   d isse rtatio n s .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   a b a n d h a re @g m a il . c o m .         Durv a   Pu n g le          is  p u rs u in g   a n   M . Tec h .   (se c o n d   y e a r)  in   Co m p u ter  En g i n e e rin g   a t  S CTR’s   P u n e   I n stit u te  o f  C o m p u ter  Tec h n o lo g y   (P ICT),   P u n e ,   M a h a ra sh tra,   In d ia.   He r   re se a rc h   a re a   is  h a n d - wri tt e n   tex t   r e c o g n it i o n   a n d   d a ta  a n a l y sis.  S h e   c o m p lete d   h e r  g ra d u a ti o n   in   c o m p u ter   e n g in e e rin g   fro m   P r o g re ss iv e   Ed u c a ti o n   S o c iet y ’s  M o d e r n   C o ll e g e   o f   En g i n e e rin g ,   P u n e   i n   2 0 2 2 .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  d u rv a p u n g le@ g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.