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Traitement du Signal

0765-0019
Signal, Image, Parole
 

 ARTICLE VOL 29/3-5 - 2012  - pp.205-228  - doi:10.3166/ts.29.205-228
TITRE
Odométrie radar par analyse de la distorsion. Applications à la navigation de véhicules terrestres et nautiques

TITLE
Radar egomotion by analysis of the distortion. Application to ground vehicle and riverside boat navigation

RÉSUMÉ

L’utilisation d’un capteur télémétrique tournant en robotique mobile à haute vitesse implique l’apparition d’une distorsion sur les données collectées. Un tel effet est, dans la majorité des études, ignoré ou considéré comme un bruit et, de ce fait, corrigé en utilisant des capteurs proprioceptifs ou des systèmes de localisation. Dans cet article, la vélocimétrie du véhicule est extraite de la distorsion, sans aucun autre apport que celui fourni par le capteur extéroceptif. Il s’agit d’un radar panoramique FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave), appelé K2Pi. Point d’odomètre, de gyromètre ou autre capteur proprioceptif. Les estimations des vitesses angulaires et linéaires du robot sont ensuite utilisées pour construire, sans aucun autre capteur, la trajectoire du véhicule et la carte radar de l’environnement extérieur exploré. Des résultats de localisation et de cartographie avec ce capteur radar, mais facilement extensibles à d’autres capteurs télémétriques tournants, sont présentés pour des véhicules terrestres et nautiques.



ABSTRACT

The use of a rotating range sensor in high speed robotics creates distortions in the collected data. Such an effect is, in the majority of studies, ignored or considered as a noise and then corrected, based on proprioceptive sensors or localization systems. In this study, we consider that distortion contains information about the vehicle’s displacement. We propose to extract this information from distortion without any other information than exteroceptive sensor data. The only sensor used for this work is a panoramic Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar called K2Pi. No odometer, gyrometer or other proprioceptive sensor is used. The idea is to resort to velocimetry by analyzing the distortion of the measurements. As a result, the linear and angular velocities of the robot are estimated and used to build, without any other sensor, the trajectory of the vehicle and then the radar map of outdoor environments. Radar-only localization and mapping results are presented for a ground vehicle and a riverbank application. This work can easily be extended to other slow rotating range sensors.



AUTEUR(S)
Damien VIVET, Paul CHECCHIN, Roland CHAPUIS

MOTS-CLÉS
localisation, cartographie, radar, distorsion, odométrie.

KEYWORDS
localization, mapping, radar, distortion, odometry.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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