Dados do Trabalhos de Conclusão

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
ENGENHARIA DE DEFESA (31007015011P8)
CONSTRUÇÃO DE UMA GRADE DE OCUPAÇÃO UTILIZANDO CÂMERA ESTEREOSCÓPICA ATIVA PARA NAVEGAÇÃO AUTÔNOMA
ANDRE DE OLIVEIRA PALMERIM BARCELOS
DISSERTAÇÃO
05/06/2014

Neste trabalho é proposta a construção de uma grade de ocupação para auxiliar na navegação autônoma de um sistema robótico móvel, utilizando exclusivamente uma câmera estereoscópica ativa. Para realizar esta tarefa, é utilizada uma técnica de Mapeamento e Localização Simultânea (SLAM) baseada em filtro de partículas Rao-Blackwellized, que consiste em solucionar o problema de localização a partir de características de profundidades entregues por um sensor. A modificação proposta se dá pelo fato de utilizar uma modelagem de sensores baseados em feixes, aplicando-o em uma câmera estereoscópica ativa. Nesta modelagem, é utilizada uma fatia (um plano) da cena observada e as características de profundidade são extraídas a partir da câmera estereoscópica ativa, sendo enviadas ao sistema de SLAM, que assim, poderá construir em paralelo a grade de ocupação (também conhecida como mapa de localização), permitindo que a plataforma robótica móvel possa realizar um planejamento de trajetória otimizado, sem colidir com objetos no ambiente desestruturado. Com esta modificação, é possível almejar um sistema de assistência robótica que pode realizar as tarefas de: localização, mapeamento e navegação de forma totalmente autônoma, baseando-se somente em uma câmera estereoscópica ativa, sem a necessidade de um outro sensor (por exemplo, laser) para detecção de obstáculos no auxílio da tarefa de navegação. Os experimentos deste trabalho, foram validados em ambiente real, comparando o resultado obtido utilizando a modificação proposta e o laser, como nos métodos originais já encontrados na literatura. Em uma segunda parte, são demonstrados os resultados obtidos na tarefa de exploração em um ambiente simulado, utilizando retiradas de características visuais e detecção de obstáculos somente utilizando a câmera estereoscópica ativa.

1. Curso de Engenharia de Defesa { teses e dissertações}. 2. Robôs móveis - navegação. 3. Robôs móveis autônomos.
This work proposes the construction of an occupancy grid to assist in autonomous navigation of a mobile robotic system, using exclusively an active stereoscopic camera. To accomplish this task, it is used a Simultaneous Localization and Mapping technique (SLAM) based on Rao-Blackwellized particle filter, which consists of solving the localization problem from depth characteristics delivered by a sensor. The proposed modification happens because it uses modeling of beam based sensors, applying an active stereoscopic camera. In this modeling, it is used a slice of the observed scene and the depth characteristics are extracted using the active stereoscopic camera, being sent to the SLAM system, thus, constructing in parallel the occupancy grid (also known as localization based map), allowing the mobile robotic platform to perform an optimized path planning, without colliding with objects in the unstructured environment. With this modification, it is possible to aim for a robotic assistance system capable of performing the tasks of locating, mapping and navigating fully autonomously, based only on an active stereoscopic camera, without the need for another sensor (a laser, for instance) to detect obstacles in the assistance of the navigation task. The experiments in this paper were validated in real environment, comparing the obtained result using the proposed modification and the laser, as in the original methods already found in previous works in literature. In a second part, it is shown the results obtained from the exploration task in a simulated environment, using the visual characteristics and obstacle detection by using only an active stereoscopic camera.
1. Defense Engineering Course (Thesis and dissertations). 2. Mobile robots - navigation. 3. Autonomous mobile robots
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PORTUGUES
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

ENGENHARIA DE DEFESA
MECATRÔNICA E SISTEMAS DE ARMAS
NVANT - DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS PARA CONSTRUÇÃO DE PROTÓTIPOS E TÉCNICAS DE PAYLOAD DE VEÍCULOS AÉREOS NÃO TRIPULADOS

Banca Examinadora

PAULO FERNANDO FERREIRA ROSA
DOCENTE - PERMANENTE
Não
Nome Categoria
KARLA TEREZA FIGUEIREDO LEITE Participante Externo
JAUVANE CAVALCANTE DE OLIVEIRA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
MINISTERIO DA EDUCACAO - Auxílio Financeiro 24

Vínculo

CLT
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim