Localisation of a Mobile Robot using Laser Scanner and Reconstructed 3D Models
  João Gomes Mota
  Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engª Electrotécnica e Computadores, Instituto Superior Técnico, Novembro 2001.

A Dissertação (ou Tese) de Mestrado descreve em pormenor a solução de localização desenvolvida no âmbito do projecto RESOLV. À medida que o âmbito de aplicação do sistema de reconstrução RESOLV se estendeu, a solução de localização adaptou-se, mantendo a robustez elevada e o erro de estimação reduzido.
 

Palavras Chave

• Localização de Robots Móveis
• Laser Scanner
• Reconstrução 3D de Ambientes
• Localização por "Two Line Frames"

Membros do Júri

• Doutora Maria Isabel Lobato de Faria Ribeiro
• Doutor Jorge Manuel Miranda Dias
• Doutor José Alberto Rosado dos Santos Victor

A Dissertação tem 216 páginas e está redigida em inglês. Todavia, criei um resumo em português (Adobe^® PDF, 26 páginas) que oferece uma boa introdução.

A dissertação está disponível em Adobe^® PDF, dividida em sete partes:

0. Prólogo (resumos e índice)
1. Introdução
2. O Algoritmo de Localização por Quadros
3. O Teste de Verosimilhança
4. O Algoritmo de Localização por Aproximação
5. Conclusões
6. Referências e Apêndices

Resumo

Esta dissertação apresenta uma nova abordagem ao problema de localização de robots móveis baseada em medidas de distância obtidas por meio de uma câmara laser. O sistema de localização descrito integra o módulo de navegação de um sistema móvel cuja tarefa principal é adquirir e reconstruir o mapa tridimensional de grandes ambientes interiores.

Pretende-se localizar um robot que se desloca em duas dimensões, sobre uma superfície horizontal. A localização deverá ser feita sem estimativas a priori de posição nem conhecimento prévio do ambiente. O mapa do ambiente é gerado pelo processo de reconstrução à medida que este vai sendo reconstruído.
A contribuição principal desta dissertação são dois algoritmos de localização e uma estatística dedicada. O primeiro algoritmo, chamado "Frame Localisation" baseia-se na identificação e associação de elementos do ambiente. O segundo algoritmo, chamado "Approximate Localisation", refina os resultados do primeiro comparando os perfis bidimensionais adquiridos com o laser com a representação do mapa e procurando o ponto de ajuste de máxima verosimilhança. A métrica estatística compara exaustivamente os dois perfis, para quantificar a precisão das estimativas obtidas. Esta dissertação apresenta resultados experimentais relevantes, recolhidos durante ensaios reais de reconstrução tridimensional de ambientes.

Está também disponível a apresentação dinâmica que preparei para a defesa pública da dissertação.