Localization and Initialization Algorithms based on UWB, LiDAR and Odometry for Robotic Applications with ROS Ecosystem

Authors : Pınar OĞUZ EKİM

Pages : 343-350

Doi:10.31590/ejosat.746214

View : 23 | Download : 13

Publication Date : 2020-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, Turtlebot3 ve daha birçok mobil robot üzerindeki konum bulma sorunu ile birlikte ilklendirme sorunu açıklanmaktadır. Ultra geniş bant (UWB) sensörlerinden elde edilen uzaklıkların kareleri ölçümleri ve en küçük kareler tekniği ilk robot konumunu hesaplamak için kullanılır. Daha sonra bu başlangıç pozisyonunundan yararlanarak, ilk yönelim açısını bulmak için Işık Algılama ve Uzaklık (LiDAR) sensörünün taramalarını kullanan tarama eşleştirme tekniği önerilmiştir. Böylece, robotik uygulamalarda önemli bir sorun olan başlangıçtaki otonom konumlandırma ve yönelim açısını bulma çözülmüştür. UWB uzaklık ölçümleri, odometre ve Uyarlanabilir Monte Carlo Lokalizasyon (AMCL) poz bilgisini birleştiren Genişletilmiş Kalman Filtresi (EKF), robotun gittiği yol boyunca robotun konumunu bulmak için benimsenmiştir. Gerçek ve simülasyon ortamlarında kullanılmak üzere Robot İşletim Sistemleri (ROS) için yeni modüller uygulanmıştır ve geniş çapta benimsenmesini sağlamak için açık kaynak olarak yapılmıştır. Simülasyon sonuçları, önerilen yöntemin Kök Ortalama Kare Hatasının (RMSE) 3 cm olduğunu ve kıyaslama yöntemden neredeyse iki kat daha iyi olduğunu göstermiştir.
Keywords : Genişletilmiş kalman filtresi, otonom mobil robotlar, robot navigasyonu, robot konumlandırması, ultra geniş band