Simultaneous localization and mapping using radar images

Questa tesi affronta il problema di localizzazione e mappatura simultanea in locali indoor utilizzando la tecnologia radar a onde millimetriche. Gli scenari considerati e le tecnologie impiegate sono in linea con il concetto di “personal mobile radar” rendendo questo lavoro un proof-of-concept di tale idea, testandone le performance in ambienti reali attraverso differenti campagne di misura. In accordo con tale concetto, sarà possibile integrare in dispositivi mobili, quali smartphone e tablet, array di antenne che scansioneranno autonomamente l’ambiente circostante e permetteranno di raggiungere una soluzione con specifiche simili alle più performanti soluzioni di SLAM come la tecnologia laser o lidar. Al contempo, l’utilizzo di tecnologia a onde millimetriche permette un possibile impiego del radar personale anche in ambienti con scarsa visibilità trovando applicazione, ad esempio, in contesti industriali ma anche per la sicurezza delle persone mantenendo i costi contenuti ed evitando l'installazione di infrastrutture ad-hoc. Lo campagne di misura in locali indoor svolte per questa tesi hanno reso possibile la raccolta di dati, i quali successivamente sono stati processati e forniti in input all'algoritmo di SLAM proposto sotto forma di “immagini radar”. A partire da queste, verranno presentate diverse strategie sviluppate per la stima della traiettoria del radar e mapping dell’ambiente e, infine, per ognuna di queste, verranno mostrati i relativi risultati ottenuti. Verranno mostrati i risultati ottenuti da campagne di misure sia a 77 GHz che a 300 GHz. Queste ultime sono state condotte presso il centro di ricerca CEA-Leti (Grenoble, France) nel contesto del progetto europeo PRIMELOC (Personal Radars for Radio Imaging and Infrastructure-less Localization) del quale l’Università di Bologna è coordinatrice. I risultati mostreranno come l’aumento delle frequenze in gioco possa portare benefici in termini di accuratezza dei risultati.