Development of A Low-Cost, Portable and 〖360〗^0 Field of View New 3D LIDAR System for The Navigation of Autonomous Vehicles
| Autor: | Erdinç Altuğ, Ahmet Kağizman |
|---|---|
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Volume: 23, Issue: 3 759-769 |
| ISSN: | 1308-6529 |
| DOI: | 10.19113/sdufenbed.527888 |
| Popis: | Son yıllarda otonom araçlar üzerinde yapılançalışmalar gittikçe artmaktadır ve özellikle engel tespiti, haritalama, rotaplanlama, navigasyon gibi birçok alanda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Buçalışmada ise aracın otonomluğuna ciddi katkı sağlayan yüksek maliyetli vebüyük boyutlu 3B LIDAR’lar yerine standart 2B lazer tarayıcı kullanılarak çokdaha düşük maliyetli, portatif ve 360 derece görüş alanına sahip yeni bir 3BLIDAR sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu sistemin elde edilmesi temelolarak 2B lazer tarayıcının belli bir eksen etrafında dönmesine ve bu lazertarayıcı tarafından yayınlanan mesafe verilerinin 3B Kartezyen nokta kümesiolarak adlandırılan nokta bulutu verilerine dönüştürülmesine dayanır. 3B LIDARsistemi bir bütün olarak incelendiğinde istenen verimde çalışabilmesi içiniçerdiği bileşenlerin koordineli olarak çalışması gerekir. Bu nedenle buyazılım ve donanım haberleşmesini yönetmek için bilgisayar tarafından kontroledilebilen bir yazılım platformu olan ROS (Robot İşletim Sistemi)kullanılmıştır. Ayrıca, sisteme hareket özelliği kazandırmak için bir mobilaraç tasarlandı ve LIDAR sisteminin bu mobil araca entegre edilmesiyle yenisistem navigasyon işlemine hazır hale getirildi. Navigasyon için aracı birnoktadan diğerine otonom olarak hareket ettirmek ve hareket esnasında meydanagelebilecek tüm engellerden kaçınmak için Gezinme Yığını olarak adlandırılanbir dizi algoritma ve ROS düğümleri kullanıldı. Yapılan deneyler, geliştirilen3B LIDAR sisteminin otonom araçlarda tüm yönlü olarak nesne tespiti içinekonomik ve etkili bir çözüm olduğunu göstermektedir. Yapılan navigasyontestleri de geliştirilen sistemin kapalı ortamlarda engel tespiti ve engelden kaçınmagibi görevlerin yerine getirilmesinde başarılı olduğunu göstermektedir. In recent years, studies on autonomous vehicles havebeen progressively increasing and especially, intensive works have been carriedout in many areas like obstacle detection, mapping, localization, pathplanning, navigation, and obstacle avoidance. In this study, it was aimed todevelop a new 3D LIDAR system with much lower cost, portable and 360-degreefield of view by using standard 2D laser scanner instead of high-costing andlarge dimension 3D LIDARs which contribute seriously to the autonomy of thevehicle. Theacquisition of a new 3D LIDAR system is mainly based on the rotation of the 2Dlaser scanner about certain axis and the conversion of the distance datapublished by this laser scanner into point cloud data, which is called as the3D Cartesian point cluster. When the 3D LIDAR system is examined as a whole, itneeds to communicate in coordinately the components it contains in order tooperate at the desired efficiency. Therefore, in order to manage this softwareand hardware communication, ROS (Robot Operating System), which is a softwareplatform that can be controlled by the computer, was used. In addition, amobile vehicle was designed to be gained motion feature to the system. The 3DLIDAR platform was integrated into the designed mobile vehicle and the newsystem was made ready for navigation. For navigation, a number of algorithm andROS nodes, called Navigation Stack, were used to autonomously move the vehiclefrom one point to another and avoid all obstacles that may occur duringmovement. Experiments show that the developed 3D LIDAR system provides aneconomical and effective solution for all directional object detection inautonomous vehicles. The navigation tests also show that the developed systemis successful in performing tasks such as obstacle detection and obstacleavoidance in indoor environments. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|