Pianificazione del percorso di un ROVER in ambiente non strutturato mediante laser scanner

Il laser range finder è, per sua natura, un sensore di rilevazione della distanza e, nel suo funzionamento, fornisce le coordinate di una serie di punti nello spazio quando il fascio laser colpisce una superficie e torna indietro. Da qua si evince l’impossibilità per il laser, come per qualunque sensore di visione, di vedere dietro una superficie. Nella costruzione della mappa di elevazione viene quindi utilizzata l’informazione di distanza tra il laser e le superfici presenti nello spazio d’azione del robot. Risulta evidente come una pianificazione del moto basata su DEM debba tener conto dell’informazione sullo spazio visibile e su quello non visibile. Nella fig. 5.5 (par. 5.3.1) si vede un esempio in cui il percorso tende ad andare dietro l’ostacolo mentre in realtà non è noto il valore di elevazione alle sue spalle, in quanto la DEM viene costruita inserendo valore nullo quando non è noto il valore di elevazione. I punti non direttamente misurabili dal laser poiché messi in "ombra" da oggetti presenti nell’ambiente si dicono "occluded points" o punti nascosti. Allo scopo di rilevare i punti non visibili all’interno della DEM è stato ideato un algoritmo di ricerca di tali punti ed assegna ad essi un costo elevato.

L’algoritmo è stato sviluppato durante il soggiorno di ricerca presso la Tohoku University – Sendai, Japan e testato sul rover "El-Dorado 2" presente nello Space Robotics Lab, dipartimento di Ingegneria Aerospaziale. Il laser montato a bordo di El-Dorado2 è UTM-30LX della Hokuyo, ha un range di misurazione più ampio rispetto al URG-04LX ed è notevolmente più accurato.

Quando è nota la posizione di ogni punto nascosto all’interno della DEM può essere sviluppato un algoritmo di pianificazione più efficace, una delle operazioni possibili è quella di portare il robot in un punto noto dello spazio visibile per effettuare una nuova scansione del territorio e disporre così di maggiori informazioni. Tuttavia è necessario definire in maniera precisa quando un punto di si dice nascosto.