Tecniche che fanno uso di scanner laser

I metodi che usano questo tipo di sensore effettuano delle scansioni nell'ambiente ritornando dei punti che rappresentano i contorni degli oggetti incontrati dal raggio laser. I punti forniti dallo strumento verranno quindi passati al programma di mapping, che provvederà a memorizzarli in una opportuna struttura dati.

In letteratura si trovano diversi metodi che fanno uso di questo tipo di sensore perchè offre buona accuratezza nelle misurazioni e fornisce dei dati (la distanza dall'oggetto colpito dal raggio laser o il valore di fondo scala se non viene rilevato alcun oggetto) che possono essere facilmente elaborati da parte di un algoritmo. Le prestazioni, l'accuratezza e il tipo di dato forniti dallo strumento sono alcuni dei motivi per cui lo scanner laser è stato preferito ad altri sensori nella realizzazione di questa tesi.

In [47] vengono confrontati tre algoritmi di mapping che fanno uso dei due scanner laser maggiormente usati: SICK, che ha un angolo di rotazione di 180 gradi e AccuRange, che effettua scansioni a 360 gradi. Un'immagine dei due dispositivi laser è visibile in Figura 2.1.

Figura 2.1: Laser SICK e AccuRange. Immagini tratte dal sito del produttore.

Lo scanner laser SICK, come indicato sul sito web del produttore^2.1, ha un range di circa 80 metri ed effettua scansioni di 180 gradi con una risoluzione di 10 millimetri. AccuRange ha invece un range di circa 16 metri ed effettua scansioni di 360 gradi con una risoluzione di 2.5 millimetri^2.2.

In [23] viene usato uno scanner laser SICK LMS 200, lo stesso impiegato nelle prove sperimentali di questa tesi, per costruire una rappresentazione bidimensionale dell'ambiente che circonda il Robot e per determinare, a partire dai dati raccolti, la migliore posizione possibile per il successivo passo di esplorazione. In [25] si fa uso di uno scanner laser per definire i contorni delle safe regions, cioè zone libere da ostacoli in cui il robot può muoversi senza rischio di collisioni. Un laser dello stesso tipo viene anche impiegato in [65] per rilevare i contorni degli oggetti presenti nell'ambiente e procedere alla localizzazione del robot e in [12] per costruire una mappa dell'ambiente in modo cooperativo da parte di diversi robot. In [5] viene invece usato AccuRange al fine di rilevare gli oggetti presenti nell'ambiente con un'unica scansione. Il metodo proposto in [61] fa uso del laser per poter estrarre informazioni dall'ambiente che permettano a robot calciatori di localizzarsi durante il gioco. Un metodo che fa uso di scanner laser è anche quello descritto in [46], atto a costruire una mappa globale contenente sia informazioni geometriche sia topologiche. Lu e Milios propongono in [36] e [37] soluzioni che fanno uso di scanner laser per risolvere il problema del mapping e della localizzazione.