Implementazione e validazione di metodi di mappatura 3D basati su sensori LiDAR per la navigazione autonoma di rover

Questa tesi mira all'implementazione di una libreria di mappatura volumetrica su Morpheus, un Rover mobile ideato e realizzato dall'Univeristà di Padova. Il Rover Morpheus è nato con lo scopo di testare tecnologie per la navigazione in ambienti non strutturati, in particolare per l’esplorazione marziana e lunare. È quindi equipaggiato con limitate risorse computazionali, per questo motivo viene utilizzata una libreria chiamata VoxBlox che è in grado di funzionare utilizzando solo la CPU, sfruttando in questo modo risorse limitate. VoxBlox utilizza il metodo Truncated Signed Distance Fields (TSDFs) che rappresenta lo spazio 3D basandosi su voxel e consente una mappatura densa con un'alta qualità superficiale e una robustezza al rumore del sensore, rendendolo un buon candidato per l'uso in scenari destinati all'esplorazione planetaria. Inoltre al TSDFs vi è collegato un metodo che definisce ulteriori informazioni di distanza (euclidea) degli ostacoli rilevati, chiamato Euclidean Signed Distance Fields (ESDFs). Alla fine di questo elaborato si sono caratterizzate le performance di VoxBlox in modo tale da dimostrarne l'efficacia per effettuare una mappa occupazionale in tempo reale e quindi essere usato per effettuare una pianificazione autonoma della traiettoria anche in ambienti planetari inesplorati.