Desenvolvimento de um pseudo-LiDAR baseado em visão estéreo compatível com o framework ROS

Silva, Samir Ehlert da (2022)

dissertacao_mestrado

RESUMO: A capacidade de se construir uma representação do ambiente é essencial em aplicações que demandem o conhecimento da disposição dos objetos que compõem um determinado espaço de trabalho ou interesse. Essa característica é especialmente desejável para a atuação em ambientes que não possam ser adaptados ou que sejam compartilhados com outros agentes. Atualmente sensoriamento através do uso de Light Detection And Ranging (LiDAR), câmeras ou uma combinação entre os dois são amplamente estudados para emprego em navegadores autônomos. Contudo, sensores do tipo LiDAR para este fim ainda apresentam custos financeiros muito superiores quando comparados a alternativas que empreguem câmeras. O uso de câmeras possibilita a obtenção de vários tipos de informações e seu emprego em diversas áreas. Dessa maneira, se torna interessante a modularização, para que uma mesma aplicação possa ser empregada junto a diferentes hardwares e softwares para atingir finalidades diferentes, com a mínima necessidade de adaptações de hardware ou software. Este trabalho propõe a implementação de um módulo compatível com o framework ROS para realizar medição de distâncias dos objetos observados, através do uso de visão estéreo. O módulo proposto passará as informações de distâncias obtidas no formato empregado por LiDAR. A eficácia da aplicação será avaliada através de seu uso para a navegação de um robô móvel em ambientes internos usando o módulo proposto e um LiDAR convencional. Os resultados práticos serão apresentados através de gráficos e tabelas; assim, será possível avaliar a eficiência do módulo proposto, comparativamente com o LiDAR.

ABSTRACT: The ability to produce a representation of the ambient is essential for applications that require knowledge about the position of the objects present on a given workspace or area of interest. This capability is especially desirable when working on environments that cannot be structured or are shared with multiple agents. Currently sensors such as Light Detection And Ranging (LiDAR), cameras or a combination of both are often considered for use on autonomous navigation systems. However, LiDAR sensors for these applications still present a significant financial cost when compared to alternatives that make use of cameras. The use of cameras allows to attain several kinds of information and its useful in a various area. Therefore, modularization becomes interesting, allowing the same application to be utilized with different hardware and software to achieve diverse goals, with minimum necessity for adaptation of hardware or software.This work proposes the implementation of a ROS compatible module for sensing the distances of observed objects, through the use of stereo vision. The proposed module will send the distance data attained using the same format as a LiDAR. The effectiveness of the application will be evaluated through its use for the navigation of a mobile robot on internal environment using the proposed module and a conventional LiDAR. The practical results will be presented though tables and graphics; this way, it is possible to confirm the proposed module’s efficiency, comparatively to a LiDAR.


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