נושא הפרוייקט

מספר פרוייקט מחלקה שמות סטודנטים אימייל שמות מנחים

זיהוי מכשולים תוך שימוש ב LIDAR לכיסא גלגלים עבור ילדים בעלי מוגבלויות

LiDAR-based obstacles detection for mobility-impaired children's wheelchair

תקציר בעיברית

שימוש בטכנולוגיית LIDAR לזיהוי מכשולים עבור כיסא גלגלים אוטונומי

פלג שגיא, מזרחי יובל

miyuval@post.bgu.ac.il

ד"ר ביליק יגאל

עבור ילדים בעלי מוגבלויות היכולת להתנייד אינה טריוויאלית ולרוב עליהם להמתין לפחות עד לגיל 5 עד שיהיו כשירים מספיק על-מנת לתפעל כיסא גלגלים ממונע, גיל זה נחשב למאוחר להתחלת התניידות משום שדרכה ילדים בגיל צעיר רוכשים מיומנויות קריטיות למהלך חייהם.

על-מנת לצמצם את הפער הנוצר עקב תחילת התניידות בגיל מבוגר יחסית, הוצע להשתמש בכיסא גלגלים אוטונומי, כזה המאפשר עצמאות לצד בטיחות.

המטרות:

• עיבוד המידע מחיישן ה-LiDAR באמצעות אלגוריתם בכדי למפות את הסביבה של כיסא הגלגלים.

• להסיק האם בקרבת כיסא הגלגלים מצוי פער ברצפה, מכשול וכן מה אורך הרצפה הנצפית על-ידי החיישן.

שיטת פתרון הבעיה:

חיישן ה-LiDAR משדר קרני לייזר בזוויות של 360 מעלות. נעשה שימוש באלגוריתם אשר מחלק את המידע שהתקבל מהחיישן ל-3 קבוצות שונות בהתבסס על זוויות אלה:

• 0-87 מעלות – "זוויות אדמה" – בדיקה האם קיים פער ברצפה

• 87-90 מעלות – "זוויות רצפה נראית" – בדיקה מהו אורך הרצפה הנראית קדימה

• 90-120 מעלות – "זוויות מכשול" – בדיקה האם קיים מכשול קדימה

תוצאות:

ערכנו 6 ניסויים שונים, 3 ניסויים בסביבת סימולציה של תוכנת ROS ו-3 ניסויים נוספים על כיסא הגלגלים והשגנו את התוצאות הרצויות, האלגוריתם מסוגל להתמודד עם תרחיש של פער ברצפה, תרחיש של רמפה ותרחיש של מכשול

מסקנות:

חיישן ה-LiDAR לבדו אינו מסוגל לתת מיפוי מלא של סביבת כיסא הגלגלים, על-מנת לקבל מיפוי מלא יש צורך להשתמש בחיישנים נוספים כגון מצלמות כדי להשלים את המידע שלא מספק ה-LiDAR

תקציר באנגלית

Use of LIDAR technology to identify obstacles for an autonomous wheelchair.

Peleg Sagi, Mizrachi Yuval

miyuval@post.bgu.ac.il

Dr. Bilik Igal

For disabled children the ability to mobilize is not trivial. Mostly they must wait until the age of 5 so that they will be able to operate an electric wheelchair. This age is considered late to begin mobilizing because through mobilizing kids in young age acquire critical skills for living.

Objectives:

• Processing the information from the LiDAR sensor with algorithms to map the surrounding of the wheelchair.

• Concluding if there is an obstacle, lack of floor and what is the length of the visible floor ahead.

Methods:

The LiDAR sensor transmits beams in 360 degrees, we implemented an algorithm that divides the data obtained by the LiDAR into 3 different groups according to the angle of the laser beam:

• 0-87 degrees – "ground angles" – checking for lack of ground.

• 87-90 degrees – "visible floor angles" – checking the length if the visible floor ahead.

• 90 – 120 degrees – "obstacle angles" – checking for obstacles ahead.

Results:

We conducted 6 different experiments, 3 via ROS simulation program and 3 with the wheelchair, we got the desired results, and the algorithm is capable of dealing with lack of ground scenario, ramp scenario and obstacle scenario.

Conclusions:

The LiDAR alone could not give an accurate assessment of the obstacles in the wheelchair’s surrounding, to map the wheelchair’s surroundings better, it is best to use other sensor such as cameras in addition to the LiDAR.