Millimeter wave radar for SLAM applications

Lo scopo di questa tesi è quello di introdurre la tecnologia radar ad onde millimetriche applicata a problemi di mapping e di localizzazione in modo da investigare la fattibilità del recente concetto di "personal radar". Più specificatamente, può essere inteso come una caratteristica futura degli apparecchi mobili per la stima delle mappe degli ambienti interni sfruttando le tecnologie di comunicazione già presenti, avendo così la possibilità di creare applicazioni di localizzazione che non necessitano di infrastrutture ad-hoc. Il personal radar scansiona automaticamente l'ambiente circostante e mediante l'utilizzo di antenne colleziona le risposte provenienti dall'ambiente ad ogni direzione di scansione. Successivamente analizzando i dati collezionati il personal radar è in grado di dedurre la mappa dell'ambiente. Al momento le tecnologie più usate sono quella lidar o quella camera-based ma sono solitamente tecnologie più costose e che richiedono supporti meccanici e perfette condizioni di visibilità dell'ambiente. Per queste ragioni è interessante esplorare la tecnologia radar ad onde millimetriche. Questa teconologia infatti offre la possiilità di impacchettare un numero elevato di antenne in un piccolo spazio e quindi di realizzare diagrammi di radiazione molto stretti alle spese di una degradazione delle perfomance. Per queste ragioni è stato deciso di suddividere la tesi nei seguenti capitoli. Nel primo capitolo viene fornita una breve spiegazione della teoria radar con attenzione particolare alla tecnologia (FMCW) del dispositivo utilizzato. Nel secondo capitolo viene fornita una analisi della teoria dello SLAM con un approfondimento sulla teoria SLAM basata su grafi. Dopodichè è presente una analisi del dispositivo utilizzato. Nel quarto capitolo vengono descritti gli algoritmi sviluppati e i motivi per cui sono stati necessari e infine nel capitolo finale vengono riportati i risultati finali con le relative considerazioni.