Construção de uma grade de ocupação utilizando câmera estereoscópica ativa para navegação autônoma

Abstract

Neste trabalho e 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, ´e utilizada uma técnica de Mapeamento e Localiza¸c˜ao Simultânea (SLAM) baseada em filtro de partícula Rao-Blackwellized, que consiste em solucionar o problema de localiza¸c˜ao a partir de características de profundidades entregues por um sensor. A modifica¸c˜ao proposta se d´a pelo fato de utilizar uma modelagem de sensores baseados em feixes, aplicando-o em uma câmera estereoscópica ativa. Nesta modelagem, e utilizada uma fatia (um plano) da cena observada e as características de profundidade são extraídas a partir da câmera estereoscopica ativa, sendo enviadas ao sistema de SLAM, que assim, poder´a 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, e possível almejar um sistema de assistência robótica que pode realizar as tarefas de: localização, mapeamento e navegação de forma totalmente autônoma, baseado-se somente em uma câmera estereoscopica 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 estereoscopica ativa.