Investigação de Técnicas LiDAR SLAM para um Dispositivo Robótico de Inspeção de Ambientes Confinados

Abstract

A exploração e monitoramento de ambientes confinados, presentes em áreas de produção industrial e mineração, representam riscos aos operadores envolvidos. Buscando maior segurança operacional, o Instituto Tecnológico Vale, em parceria com a Universidade Federal de Minas Gerais, vem desenvolvendo o EspeleoRobô, uma plataforma robótica utilizada na inspeção de cavidades naturais e galerias de barragens e dreno. Estes ambientes apresentam grandes desafios à robótica, principalmente em relação a estimação da pose do robô e geração de mapas do ambiente, essenciais para a navegação autônoma. Uma estratégia adequada consiste na aplicação de técnicas de Localização e Mapeamento Simultâneos (SLAM) baseadas em sensores LiDAR, que fornecem medidas de distâncias precisas, independente das condições de iluminação. Este artigo investiga três técnicas de LiDAR SLAM – LOAM-Velodyne, LeGOLOAM e HDL-Graph-SLAM, buscando determinar a implementação mais adequada para o EspeleoRobô. Experimentos em laboratório e campo são utilizados para comparar o desempenho das técnicas, analisando precisão, nível de ruído e tempo de processamento para o cálculo da odometria e registro do mapa.