Stima della posizione di veicoli terrestri basata su filtro di Kalman utilizzando sensori a basso costo in un ambiente indoor

Abstract

I veicoli terrestri sono parte integrante dei sistemi di trasporto da diversi decenni e servono a vari scopi, dal trasporto di merci e persone alle operazioni militari. I progressi della tecnologia hanno portato allo sviluppo di veicoli terrestri autonomi che possono operare senza l'intervento umano. La localizzazione dei veicoli terrestri è un aspetto cruciale della navigazione autonoma, poiché consente al veicolo di determinare con precisione la propria posizione rispetto all'ambiente circostante. La localizzazione si riferisce al processo di determinazione della posizione e dell'orientamento di un veicolo rispetto a un quadro di riferimento noto. È un requisito fondamentale per i veicoli terrestri autonomi per navigare in modo sicuro ed efficiente. Il sistema di localizzazione di solito integra le informazioni provenienti da vari sensori come GPS, UWB, LiDAR, telecamera e unità di misura inerziale (IMU) per stimare la posizione del veicolo. La localizzazione dei veicoli terrestri è un'area di ricerca attiva nel campo della robotica e dell'automazione da diversi anni. Con la crescente domanda di veicoli autonomi, la necessità di una localizzazione accurata e affidabile è diventata più critica. Questa tesi si concentrerà in particolare sulla localizzazione di veicoli terrestri in ambienti chiusi, per cui devono essere soddisfatti vincoli e requisiti diversi rispetto alla localizzazione in ambienti esterni (come la scelta del sensore di localizzazione). Lo scopo di questa tesi è esplorare le varie tecniche di localizzazione indoor utilizzate per la stima della posa dei veicoli terrestri e valutarne le prestazioni. I risultati di questa tesi saranno utili per migliorare le prestazioni dei veicoli autonomi a terra e per approfondire la ricerca nel campo della localizzazione.

Ground vehicles have been an integral part of transportation systems for several decades, serving various purposes from transportation of goods and people to military operations. The advancements in technology have led to the development of autonomous ground vehicles that can operate without human intervention. Localization of ground vehicles is a crucial aspect of autonomous vehicle navigation as it enables the vehicle to determine its position accurately relative to the surrounding environment.

Localization refers to the process of determining the position and orientation of a vehicle relative to a known reference frame. It is a fundamental requirement for autonomous ground vehicles to navigate safely and efficiently. The localization system usually integrates information from various sensors such as GPS, UWB, LiDAR, camera, and inertial measurement unit (IMU) to estimate the vehicle's position.

Localization of ground vehicles has been an active research area in the field of robotics and automation for several years. With the increasing demand for autonomous vehicles, the need for accurate and reliable localization has become more critical.

This thesis will focus particularly on indoor ground vehicle localization,therefore different constraints and requirements from outdoor localization (such as localization sensor choice) have to be satisfied.

The aim of this thesis is to explore the various indoor localization techniques used for ground vehicles pose estimation and evaluate their performance. The results of this thesis will be useful in improving the performance of autonomous ground vehicles and furthering the research in the field of localization.