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Progetto ed implementazione di sistemi RFID UHF ad hoc per il mapping di ambienti interni e la localizzazione indoor di robot mobili

Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Tedesco
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Lecce
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria delle Telecomunicazioni
  Relatore: Luciano Tarricone -  Luca Catarinucci
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 172

Nel presente lavoro di tesi ci si pone dunque l’obiettivo di migliorare il mapping e la localizzazione indoor di un robot mobili basandosi sulla tecnologia RFID. Per incrementare l’accuratezza nella localizzazione di robot mobili ci si è dedicati alla progettazione, realizzazione ed analisi di un sistema RFID ideato appositamente per tale applicazione; in particolare, dato che per ottenere tale risultato è necessaria la stima della posizione delle antenne tag nell’ambiente di lavoro, si affronta con notevole attenzione il problema della localizzazione di tag. L’aspetto innovativo di questo lavoro di tesi riguarda l’opportuna modifica dei sistemi di natura elettromagnetica utilizzati nell’applicazione, che dunque riguarderanno la progettazione di apposite antenne reader e tag RFID.
Inoltre per aumentare l’accuratezza con cui è effettuata la localizzazione dei tag si procede all’impostazione di una modulazione razionale della potenza emessa, che può essere combinata opportunamente con una modulazione angolare consistente in un’efficiente e controllabile rotazione dell’antenna stessa.

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iii INTRODUZIONE L’utilizzo della robotica mobile nei diversi settori delle attività umane ha avuto un notevole sviluppo negli ultimi anni. Generalmente alcuni ambienti operativi possono risultare ostili alla presenza umana: in questi casi particolari non sono possibili interventi di operatori sul robot. Nasce da qui, quindi, l’esigenza di implementare un robot realmente autonomo. Per poter essere definito tale, un robot mobile deve essere in grado di navigare nell’ambiente circostante e capace di ricostruirne un modello; inoltre, deve riuscire ad eseguire le proprie funzioni interagendo con l’ambiente. Durante la navigazione, il robot mobile autonomo deve potersi localizzare e costruire una mappa dell’ambiente di lavoro. Con il termine “localizzazione” si intende il processo di stima della posizione e dell’orientazione del robot. Localizzare un robot, avendo a disposizione la mappa ambientale in cui il robot deve operare è un problema ormai noto. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, le conoscenze disponibili a priori sull’ambiente sono poche o nulle, soprattutto se il robot deve agire in ambienti ostili e sconosciuti. Pertanto, è necessario che il robot acquisisca informazioni sull’ambiente, attraverso un opportuno apparato sensoriale, per poter costruire una mappa ambientale durante la navigazione dell’ambiente stesso. Con il termine “costruzione di mappe” si intende il processo di stima della posizione e della forma degli ostacoli nello spazio in cui si muove il robot. L’utilizzo di appropriati sensori è di chiara importanza per una percezione affidabile ed accurata dell’ambiente circostante il robot mobile. Ciò è fondamentale sia per localizzare un robot che per costruire mappe dettagliate dell’ambiente di lavoro. Il problema della localizzazione, nonché quello legato al mapping, sopra citati sono stati per molto tempo affrontati separatamente ma sono strettamente correlati fra loro. Difatti, per determinare con precisione la propria posizione, un robot deve avere a disposizione un’accurata mappa ambientale e, al tempo stesso, per costruire un modello dell’ambiente circostante ed aggiungervi le informazioni acquisite durante la navigazione è necessario che il robot conosca con precisione la propria posizione. Pertanto la soluzione migliore è quella che richiede la ri-localizzazione del robot

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