A low cost collision avoidance system based on a ToF camera for SLAM approaches

Abstract

El posicionamiento en interiores es un problema que aún no se ha resuelto de manera eficiente y precisa. En exteriores la solución más eficaz es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), pero no se puede utilizar en interiores debido al debilitamiento de la señal, por lo que se han estudiado otras soluciones. Estos enfoques podrían aplicarse para definir un mapa para la orientación de personas ciegas, el turismo o la navegación para robots autónomos. En este trabajo se propone el estudio, diseño, implementación y evaluación de un sistema robusto de detección y mapeo de obstáculos. Por tanto, se puede utilizar para alertar de la presencia de objetos cercanos y evitar posibles colisiones en una navegación interior. El sistema se basa en una cámara de tiempo de vuelo (ToF) y una computadora de placa única (SBC) como Raspberry PI o NVIDIA Jetson Nano. Para evaluar el sistema se llevaron a cabo varios experimentos reales. Este tipo de sistema puede integrarse en una silla de ruedas y ayudar a la persona discapacitada a moverse en el interior o tomar datos de un entorno interior y recrearlos en imágenes 2D o 3D.

Indoor positioning is a problem that has not yet been solved efficiently and accurately. In outdoors the most effective solution is the Global Position System (GPS), but it cannot be used indoors due to the weakening of the signal, so other solutions have been studied. These approaches could be applied to define a map for the guidance of blind people, tourism or navigation for autonomous robots. In this paper, the study, design, implementation and evaluation of a robust obstacle detection and mapping system is proposed. Thus, it can be used to alert of near objects presence and avoid possible collisions in an indoor navigation. The system is based on a Time-of-Flight (ToF) camera and a Single Board Computer (SBC) like Raspberry PI or NVIDIA Jetson Nano. In order to evaluate the system several real experiments were carried out. This kind of system can be integrated on a wheelchair and help the handicapped person to move indoors or take data from an indoor environment and recreate it in a 2D or 3D images.