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Tipo: TCC
Título : SLAM de um Robô Móvel Terrestre Utilizando Sensor LiDAR e Odometria com Filtro de Kalman Estendido
Autor : Dantas Júnior, José Sergio Cruz
Tutor: Nogueira, Fabrício Gonzalez
Co-asesor: Torrico, Bismark Claure
Palabras clave : SLAM;EKF;Robô Móvel;ROS;LiDAR
Fecha de publicación : 2023
Citación : DANTAS JUNIOR, J. S. C. SLAM de um Robô Móvel Terrestre Utilizando Sensor LiDAR e Odometria com Filtro de Kalman Estendido. 2023. 60 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumen en portugués brasileño: O SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) é uma área de pesquisa em robótica que visa capacitar um robô a construir um mapa do ambiente desconhecido em que está operando, ao mesmo tempo em que estima sua própria localização nesse mapa. Neste estudo, é proposta uma solução baseada na combinação de um sensor LiDAR (Light Detection and Ranging) e odometria filtrada por EKF (Extended Kalman Filter) com uma unidade de medição inercial (IMU), utilizando o ROS (Robot Operating System) para fazer a integração dos sensores. O LiDAR é um sensor óptico que permite ao robô medir distâncias e obter informações sobre o ambiente em forma de nuvem de ponto. A odometria, por sua vez, é uma técnica que utiliza as informações de movimento do robô para estimar sua trajetória. O sensor IMU é composto por acelerômetros e giroscópios, que medem a aceleração linear e a taxa de rotação do robô, respectivamente. O filtro de Kalman estendido (EKF) é um método estatístico que combina as informações provenientes dos sensores, permitindo uma estimativa precisa da posição e orientação do robô, bem como a construção do mapa do ambiente em tempo real. A abordagem estendida do filtro de Kalman é utilizada para lidar com a incerteza e as não linearidades presentes no SLAM. Para validar a proposta, foram realizados experimentos em um ambiente controlado, onde o robô móvel terrestre foi capaz de explorar o espaço, construir um mapa e estimar sua localização simultaneamente. Os resultados obtidos demonstram a eficácia do método proposto, fornecendo um desempenho preciso e robusto na tarefa de SLAM.
Abstract: Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is a research area in robotics that aims to enable a robot to build a map of an unknown environment while simultaneously estimating its own location within that map. This study proposes a solution based on the combination of a LiDAR sensor (Light Detection and Ranging) and odometry combined with an extended Kalman filter using an inertial measurement unit (IMU), with integration facilitated by the Robot Operating System (ROS). The LiDAR sensor is an optical sensor that allows the robot to measure distances and obtain information about the environment in the form of a point cloud. Odometry, on the other hand, is a technique that uses the robot's motion information to estimate its trajectory. The IMU sensor consists of accelerometers and gyroscopes, which measure linear acceleration and rotational rate of the robot. The extended Kalman filter is a statistical method that combines the information from these sensors, enabling precise estimation of the robot's position and orientation, as well as real-time mapping of the environment. The extended Kalman filter approach is used to handle the uncertainty and non-linearities present in the SLAM problem. To validate the proposed solution, experiments were conducted in a controlled environment, where the mobile ground robot was able to explore the environment, build a map, and simultaneously estimate its location. The results obtained demonstrate the effectiveness of the proposed method, providing accurate and robust performance in the SLAM task.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/73862
Aparece en las colecciones: ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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