Evaluation of mobile robot localization system's accuracy based on sensor data fusion technique

Abstract

fundamental e uma das tarefas mais importantes para os sistemas de navegação. Na navegação autônoma, o robô deve estar ciente de sua localização no ambiente para que possa determinar a trajetória que deve seguir para executar alguma tarefa. Uma das formas mais comuns na robótica móvel para obter a localização do robô é a utilização da odometria baseada no movimento das rodas. O problema deste mecanismo é que apresenta uma imprecisão crescente ao longo do tempo e uma sensibilidade elevada ao tipo de pavimento. Uma maneira de melhorar a precisão do posicionamento do robô é através da fusão de outros sensores capazes de medir o deslocamento e rotações do robô. Os sensores mais utilizados para melhorar o conhecimento da posição do robô é a odometria visual e os sensores inerciais. Este trabalho propõe analisar a precisão dos sistemas de posicionamento baseado na odometria obtida das rodas, de sensores inerciais e da odometria visual e o impacto da fusão destes mecanismos na precisão da localização do robô. Para análise da precisão do movimento do robô será comparada a trajetória real de um robô de duas rodas utilizando os sistemas de navegação individualmente e combinados através da técnica de fusão de sensores. Abstract — The accurate localization of a robot is a fundamental challenge and one of the most important tasks for navigation systems. In autonomous navigation systems, the robot must keep aware of its location in the environment in order to determine the path it must follow to perform some task. One of the most common ways in mobile robotics to obtain the localization of the robot is the use of odometry based on the movement of the robot's wheels. The problem of this mechanism is that it presents an increasing imprecision over time and a high sensitivity to the type of pavement. One way to improve the robot's positioning accuracy is by fusing data of other sensors capable of measuring the robot's displacement and speed. The most used sensors to improve the knowledge of the robot's position are visual odometry and inertial sensors. This paper proposes to analyze the accuracy of the positioning systems based on the odometry obtained from the wheels, inertial sensors and visual odometry and the impact of the fusion of these mechanisms on the accuracy of the robot's localization. To analyze the accuracy of the robot's movement, the real trajectory of a two-