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Authors
Abstract(s)
3D mapping technology plays a key role in the field of robotics and autonomous navigation by enabling accurate perception and understanding of a robot’s surrounding environment. However, traditional 3D mapping systems can be expensive and inaccessible, limiting their application in low-cost scenarios.
This work presents the development of a low-cost 3D mapping technology for trajec- tory planning using the A* algorithm. The main objective of this study is to provide a easible and cost-effective solution for 3D mapping, enabling accurate trajectory planning in robotic environments.
The proposed approach combines a 2D LiDAR, a stepper motor, and the A* algorithm or trajectory planning. In addition, a circuit board for connecting and controlling the equipment and a 3D-printed support for attaching the LiDAR to the motor shaft are developed. The system is able to acquire data, perform the processing and generate a point cloud for use in trajectory planning with the A* algorithm. The experimental results demonstrate the effectiveness and feasibility of the proposed technology, opening doors to low-cost robotics applications, such as small autonomous vehicles. Furthermore, this approach offers an affordable alternative for research and development in the field of 3D mapping and trajectory planning. Finally, possible improvements to be implemented in future work are highlighted.
A tecnologia de mapeamento em 3D desempenha um papel fundamental no campo da robótica e da navegação autônoma, pois permite a percepção e a compreensão precisas do ambiente ao redor de um robô. Entretanto, os sistemas tradicionais de mapeamento em 3D podem ser caros e inacessíveis, limitando sua aplicação em cenários de baixo custo. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma tecnologia de mapeamento em 3D de baixo custo para o planejamento de trajetórias usando o algoritmo A*. O principal objetivo deste estudo é fornecer uma solução viável e econômica para o mapeamento em 3D, permitindo o planejamento preciso da trajetória em ambientes robóticos. A abordagem proposta combina um LiDAR 2D, um motor de passo e o algoritmo A* para planejamento de trajetória. Além disso, foram desenvolvidos uma placa de circuito para conexão e controle do equipamento e um suporte impresso em 3D para fixar o LiDAR no eixo do motor. O sistema é capaz de adquirir dados, realizar o processamento e gerar uma nuvem de pontos para uso no planejamento de trajetória com o algoritmo A*. Os resultados experimentais demonstram a eficácia e a viabilidade da tecnologia proposta, abrindo portas para aplicações de robótica de baixo custo, como pequenos veículos autônomos. Além disso, essa abordagem oferece uma alternativa acessível para pesquisa e desenvolvimento no campo de mapeamento 3D e planejamento de trajetória. Por fim, são destacados possíveis aprimoramentos a serem implementados em trabalhos futuros.
A tecnologia de mapeamento em 3D desempenha um papel fundamental no campo da robótica e da navegação autônoma, pois permite a percepção e a compreensão precisas do ambiente ao redor de um robô. Entretanto, os sistemas tradicionais de mapeamento em 3D podem ser caros e inacessíveis, limitando sua aplicação em cenários de baixo custo. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma tecnologia de mapeamento em 3D de baixo custo para o planejamento de trajetórias usando o algoritmo A*. O principal objetivo deste estudo é fornecer uma solução viável e econômica para o mapeamento em 3D, permitindo o planejamento preciso da trajetória em ambientes robóticos. A abordagem proposta combina um LiDAR 2D, um motor de passo e o algoritmo A* para planejamento de trajetória. Além disso, foram desenvolvidos uma placa de circuito para conexão e controle do equipamento e um suporte impresso em 3D para fixar o LiDAR no eixo do motor. O sistema é capaz de adquirir dados, realizar o processamento e gerar uma nuvem de pontos para uso no planejamento de trajetória com o algoritmo A*. Os resultados experimentais demonstram a eficácia e a viabilidade da tecnologia proposta, abrindo portas para aplicações de robótica de baixo custo, como pequenos veículos autônomos. Além disso, essa abordagem oferece uma alternativa acessível para pesquisa e desenvolvimento no campo de mapeamento 3D e planejamento de trajetória. Por fim, são destacados possíveis aprimoramentos a serem implementados em trabalhos futuros.
Description
Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET
Keywords
Path planning algorithm A* LiDAR Low-cost 3D mapping