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Mapeo interior basado en microdrones con SLAM gráfico

Autores: Karam, Samer; Nex, Francesco; Chidura, Bhanu Teja; Kerle, Norman

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Mapeo interior basado en microdrones con SLAM gráfico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículos aéreos no tripulados
Dron basado en SLAM
Mapeo de respuesta a emergencias
Telémetros láser
Espacios interiores
Detección de cierre de bucle

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados ofrecen un enfoque seguro y rápido para la producción de datos espaciales tridimensionales sobre el espacio circundante. En este artículo, presentamos un dron de bajo costo basado en SLAM para crear mapas de exploración de interiores de edificios. El enfoque está en la cartografía de respuesta a emergencias en lugares inaccesibles o potencialmente peligrosos. Para este propósito, utilizamos un microdrón cuadricóptero equipado con seis telémetros láser (escáneres 1D) y un sensor óptico para la cartografía y el posicionamiento. El SLAM empleado está diseñado para mapear espacios interiores con estructuras planas a través de la optimización de gráficos. Realiza la detección y corrección de cierre de bucle para reconocer lugares previamente visitados y corregir la deriva acumulada a lo largo del tiempo. La metodología propuesta fue validada en varios entornos interiores. Investigamos el rendimiento de nuestro dron en comparación con un macrodrón portador de LiDAR de múltiples capas, un casco de navegación asistida por visión y la verdad terrestre obtenida con un escáner láser terrestre. Los resultados experimentales indican que nuestro sistema SLAM es capaz de crear mapas de exploración de calidad en pequeños espacios interiores y manejar el problema del cierre de bucle. La deriva acumulada sin cierre de bucle fue en promedio del 1.1% (0.35 m) a lo largo de una trayectoria de adquisición de 31 m de longitud. Además, los resultados de la comparación demostraron que nuestro microdrón volador proporcionó un rendimiento comparable al del macrodrón basado en LiDAR de múltiples capas, dada la baja desviación entre las nubes de puntos construidas por ambos drones. Aproximadamente el 85% de las distancias entre nubes eran inferiores a 10 cm.

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