APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

This project consists of aid an existing SLAM system by developing and implementing a motion estimator based on the Inertial measurements of a VI-sensor in the SLAM pipeline. This entire project has been carried out at “La Sapienza-Università di Roma” under the supervision of the PhD student Ciro Potena and professor Daniele Nardi. The project has consisted first on the development of an Inertial estimator, the evaluation of its accuracy and later the software implementation integrating the Inertial motion estimation into the feature tracking of the system to enhance its performance. The first chapter of the project is an introduction of what SLAM is. The second chapter explains the theoretical approach used to carry out the project. The third chapter explains all the modified code in the existing SLAM algorithm needed to make the system work with the IMU estimation and the results of all the experiments. First testing the IMU estimator and later testing the SLAM algorithm fused with the IMU estimators. Finally, in the fifth chapter, we explained the conclusions we got from the results of the experiments. All the developed software needed to integrate the IMU integration system in the SLAM pipeline has been coded in C++. We worked with the Robotic Operating System to interface with sensors, and to record datasets. For the analysis of the obtained results, we used the open-source dataset EuRoc. We used the Version-Control system GIT to store the developed code and to track the changes in the source code. The IMU estimator source code can be found on: “ https://gitlab.com/Carlos_IbCu/imu_project.git ” And the ProSlam algorithm can be found on: “ https://gitlab.com/Carlos_IbCu/srrg_proslam.git

El juny de 2015, la Comissió Europea va decidir invertir en el desenvolupament d'un nou projecte de recerca anomenat TIMON, incl òs dins del programa Horizon 2020. El principal objectiu d'aquest projecte europeu consisteix en establir un sistema cooperatiu on persones, vehicles i infraestructures estiguin tots connectats entre ells. Amb TIMON es pret én elevar els est àndards de seguretat, eficiència i flexibilitat dels sistemes de transport terrestre. Part d'aquest projecte s'ha realitzat al Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC), el qual és el responsable de la creaci ó d'una plataforma de posicionament que porta integrades dues Unitats de Mesura Inercial (IMU en anglès) ajudades per un Sistema de Navegació Global per Sat` el lit (GNSS en angl` es). Tot aix ò s'ha preparat amb la finalitat de proporcionar posicionament de manera precisa i completament fiable. Els objectius generals d'aquesta tesis són: i) contribuir a la plataforma de TIMON per tal de millorar la navegació en vehicles terrestres i, conseq¨uentment, obtenir millors resultats de posici ó en zones on la recepció de senyals GPS és molt d` ebil or nul la i els Sistemes de Navegació Inercial (INS en anglès) de baix cost no són capac¸os de garantir una navegació per estima de qualitat; i ii) estendre l' ús d'aquesta plataforma per poder ser aplicada a Vehicles Sense Pilot (UAV en angl` es), permetent que naveguin tant en exteriors com en interiors. Més detalladament, aquesta tesis s'enfronta als seg¨uents reptes: 1) estudi i implementació de la tecnologia Ultra-Wideband (UWB) a la integraci ó estàndard de GNSS/INS; 2) desenvolupament d'una arquitectura d'integraci ó loose/tight híbrida; 3) avaluaci ó de la fusi ó de dades amb diversos sensors (incloent les mesures UWB) tant en navegació terrestre com a` eria, tot utilitzant dades reals per fer les proves; i 4) millorar els resultats obtinguts de la fusi ó per tal de millorar el funcionament del prototip i, per tant, aconseguir una soluci ó per a la navegació molt més precisa. El contingut d'aquesta tesis est à distribu¨ıt en 8 capítols, a més d'una introducci ó i unes conclusions. En primer lloc, s'inclou una introducci ó on es parla del context en el qual està emmarcat el projecte i dels objectius que es volen aconseguir. Seguidament, el Capítol 1 resumeix els procediments i tecnologies desenvolupades durant la ´ ultima dècada per tal de millorar el posicionament en espais privats de GNSS. El Capítol 2 presenta les característiques bàsiques dels principals sensor utilitzats en aquesta tesis. A continuaci´ o, el Capítol 3 exposa els principis del Filtre de Kalman, el qual s'ha fet servir per a la estimació dels paràmetres desitjats. El Capítol 4 descriu les diferents arquitectures d'integraci ó desenvolupades en aquesta tesis i el Capítol 5 fa refer ència a les millores implementades per tal de consolidar l'arquitectura est àndard. Després, el Capítol 6 presenta el prototip utilitzat per a gravar i emmagatzemar el set de dades reals que posteriorment seran emprades per provar el funcionament de la integraci ó GNSS/INS/UWB. El seg¨uent capítol 7 detalla els experiments portats a terme i, posteriorment, es presenten els resultats obtinguts al Capítol 8. Finalment, la ´ ultima part del projecte correspon a les conclusions obtingudes després de realitzar tota la feina presentada pr èviament.