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Dados do Trabalhos de Conclusão

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA
ENGENHARIA ELETRÔNICA E COMPUTAÇÃO (33011010005P0)
MULTI-ROBOT AUTONOMOUS EXPLORATION AND MAP MERGING IN UNKNOWN ENVIRONMENTS
LUIZ EUGENIO SANTOS ARAUJO FILHO
DISSERTAÇÃO
09/07/2021

Na rob´otica m´ovel, autonomia ´e obtida navegando em um ambiente usando sensores em- barcados para estimar um mapa e a posic¸˜ao do roboˆ em rela¸c˜ao a este mapa. Este problema ´e conhecido como Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) e tem sido amplamente abordado para o caso de um u´nico roboˆ nas u´ltimas d´ecadas. Por´em, quando o ambiente se torna maior, uma solu¸c˜ao multi-roboˆ para o problema de SLAM ´e mais eficiente apesar do aumento da complexidade e do desenvolvimento de novos problemas, como a coordena¸ca˜o multi-roboˆ. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar uma solu¸cao para o prob- lema de SLAM utilizando mu´ltiplos roboˆs mo´veis terrestres. Para conseguir isso, cada roboˆ deve explorar de forma autˆonoma parte do ambiente e seus mapas estimados individuais devem ser fundidos em um u´nico mapa global. A solu¸c˜ao proposta usa uma estrutura de SLAM baseada em scan matching, conhecida como GraphSLAM, para estimar a pose e o mapa de cada roboˆ individual. Para explorar o ambiente de forma autˆonoma, a solu¸cao propo˜e o uso de segmenta¸c˜ao de mapas por meio de grafos de Voronoi, que geram camin- hos livres de colis˜oes e poss´ıveis pontos de destino para explora¸cao. A fusao de mapas ´e realizada quando os robˆos se reu´nem para fazer medi¸co˜es inter-robˆos para fornecer infor- ma¸c˜oes de posi¸c˜ao relativa. Para validar a abordagem proposta, experimentos utilizando roboˆs simulados e reais foram realizados para explorar e mapear ambientes internos de forma autˆonoma. Os experimentos do mundo real apresentaram resultados satisfat´orios para um ambi- ente de laborat´orio e um ambiente de corredor n˜ao estruturado e as regras propostas para coordena¸c˜ao, bem como a abordagem de fus˜ao de mapas funcionaram como esperado

dinâmica de robos;navegação autonoma;localização e mapeamento simultâneos;robotica
In mobile robotics, autonomy is obtained by navigating an environment while using em- bedded sensors to estimate a map and the robot position with respect to this map. This problem is known as Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) and has been ex- tensively addressed for the single-robot case in the last few decades. However, when the environment becomes larger, a multi-robot solution for the SLAM problem is more ef- ficient despite the increased complexity and the development of new problems, such as multi-robot coordination. This work aims to develop and implement a solution for the SLAM problem using mul- tiple ground mobile robots. To accomplish that, each robot must autonomously explore part of the environment and their individual estimated maps must be merged into a single global map. The proposed solution uses a scan matching-based SLAM framework known as GraphSLAM to estimate pose and map for each individual robot. To autonomously explore the environment, the solution proposes the use of map segmentation via Voronoi Graphs, which generate collision-free paths and possible target points for exploration. Map merging is performed when robots rendezvous to take inter-robot measurements to provide relative position information. In order to validate the proposed approach, experi- ments using simulated and real robots were carried out to autonomously explore and map indoor environments. Real world experiments presented satisfactory results for a laboratory environment and a unstructured corridor environment and the proposed rules for coordination as well as the map merging approach worked as intended.
slam;autonomous exploration;multi-robot
01
98
INGLES
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA
O trabalho possui divulgação autorizada
77897 - Luiz Eugenio.pdf

Contexto

SISTEMAS E CONTROLE
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Banca Examinadora

CAIRO LUCIO NASCIMENTO JUNIOR
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
LUCIANO BUONOCORE Participante Externo
GABRIELA WERNER GABRIEL Docente - COLABORADOR
CAIRO LUCIO NASCIMENTO JUNIOR Docente - PERMANENTE
MARCOS RICARDO OMENA DE ALBUQUERQUE MAXIMO Docente - PERMANENTE

Vínculo

-
-
-
Não
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