Título: COMPARAÇÃO DE TÉCNICAS DE ODOMETRIA VISUAL E DE RODA PARA NAVEGAÇÃO VEICULAR DE BAIXO CUSTO
Título alternativo: Comparison of Wheel Odometry and Visual Odometry for Low-Cost Vehicle Navigation
Autoria de: Gabriel Lima Rezende
Orientação de: Felipe Oliveira e Silva
Coorientação de: Leomar Santos Marques
Presidente da banca: Felipe Oliveira e Silva
Primeiro membro da banca: Leomar Santos Marques
Segundo membro da banca: Bruno Henrique Groenner Barbosa
Palavras-chaves: odometria, odometria visual, navegação, encoders, veículos autônomos
Data da defesa: 23/08/2024
Semestre letivo da defesa: 2024-1
Data da versão final: 26/08/2024
Data da publicação: 26/08/2024
Referência: Rezende, G. L. COMPARAÇÃO DE TÉCNICAS DE ODOMETRIA VISUAL E DE RODA PARA NAVEGAÇÃO VEICULAR DE BAIXO CUSTO. 2024. 24 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.
Resumo: O presente trabalho explora e compara duas técnicas de odometria ?? visual e de roda. A odometria é uma tecnologia fundamental para estimar a posição e o movimento de veículos, sendo crucial em aplicações de automação e robótica. A Odometria Visual (VO) utiliza câmeras para capturar imagens do ambiente e calcular a trajetória do veículo, mas exige processamento (complexo) das imagens e é sensível a condições ambientais. Por outro lado, a Odometria de Roda (WO), a qual estima o deslocamento com base na rotação das rodas, é mais simples, mas suscetível a erros acumulativos. Este trabalho analisa os pontos fortes e limitações de cada técnica. O objetivo é fornecer uma visão geral das mesmas, ajudando na escolha do método mais adequado para concepção de sistemas de navegação veícular de baixo custo, e contribuindo para o desenvolvimento de soluções acessíveis e eficientes. A metodologia adotada neste trabalho consiste em uma série de simulações computacionais para avaliar a precisão das duas técnicas de odometria. Por meio da biblioteca KITTI, tem-se o percurso de um veículo equipado com sensorescâmera, sendo possível estimar, dessa forma, a trajetória por meio da técnica de VO. Essa trajetória estimada é então comparada com a trajetória real, obtida também a partir da mesma biblioteca. Além disso, são conduzidas simulações utilizando a WO, baseada em encoders de roda. Nessas simulações, varia-se o erro sistemático associado ao raio das rodas. A partir dos resultados obtidos, é calculada a média dos erros de posição horizontais para cada técnica, permitindo uma comparação direta entre a VO e WO. Essa análise comparativa fornece informações valiosas sobre a robustez e a adequação de cada método para diferentes condições de navegação. Como principal contribuição deste trabalho, verifica-se que, embora a VO possa proporcionar maior precisão em ambientes complexos, a WO continua sendo uma opção viável e econômica para tarefas de navegação mais simples, especialmente quando os erros associados aos raios das rodas são de mesma magnitude para ambas e não excedem ±0,26.
Abstract: This study explores and compares two odometry techniques??visual and wheel odometry. Odometry is a fundamental technology for estimating the position and movement of vehicles, playing a crucial role in automation and robotics applications. Visual Odometry (VO) utilizes cameras to capture images of the environment and calculate the vehicle??s trajectory, though it requires complex image processing and is sensitive to environmental conditions. On the other hand, Wheel Odometry (WO), which estimates displacement based on wheel rotation, is simpler but prone to cumulative errors. The work analyzes the strengths and limitations of each approach. The objective is to provide an overview of these techniques, which help in the selection of the most appropriate method for designing low-cost vehicle navigation systems, thereby contributing to the development of accessible and efficient solutions. The methodology employed in this study involves a series of computational simulations to evaluate the accuracy of the two odometry techniques. Initially, using the KITTI dataset, the trajectory of a vehicle equipped with camera sensors is obtained, allowing the vehicle??s path to be estimated through VO. The estimated trajectory is then compared with the ground-truth trajectory, also obtained from the same dataset. In addition, simulations are conducted using WO, based on wheel encoders. In these simulations, the systematic errors associated with wheel radius are varied. From the results obtained, the average horizontal position error for each technique is calculated, enabling a direct comparison between VO and WO. This comparative analysis provides valuable insights into the robustness and suitability of each method under different navigation conditions. As main contribution of this study, we verify that, although VO can offer greater accuracy in complex environments, WO remains a viable and cost-effective option for simpler navigation tasks, particularly when the errors associated with wheel radius are of the same magnitude (for both wheels) and do not exceed ±0.26.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Gabriel Lima Rezende e Universidade Federal de Lavras
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