Experimental validation of translational single LiDAR 2D mechanism into autonomous navigation and 3D SLAM of mobile robots

• Autores: Leon Ramos, Marjorie Anel, Rivera Vera, Raul Paolo
• Fecha de Publicación: 2026
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:20.500.12773/22527
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12773/22527
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Autónomo; SLAM; LiDAR; Robótica móvil; Cartografía; Navegación; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.02

La mayoría de los sistemas de navegación autónoma para robots móviles se basan en sensores LiDAR 3D, que suelen ser costosos, o en sensores LiDAR 2D montados horizontalmente, que no permiten el mapeo tridimensional. Este artículo presenta la implementación de un sistema de localización y mapeo simultáneos 3D integrado con navegación autónoma en un robot móvil mediante una configuración de LiDAR 2D único traslacional (TSL-2D): un mecanismo de mapeo tridimensional basado en un único sensor LiDAR 2D montado verticalmente. Para verificar la viabilidad del enfoque propuesto, la metodología combina los fundamentos matemáticos, la implementación y la evaluación de algoritmos de planificación global (Dijkstra, A* y RRT*) dentro del entorno del Sistema Operativo para Robots 2 (ROS 2), integrando la generación de nubes de puntos a partir de barridos LiDAR verticales. Se realizan experimentos tanto en entornos simulados con Gazebo como en escenarios reales. Los resultados cualitativos demuestran que el sistema es fiable para evaluar algoritmos de navegación autónoma, incluidos los planificadores locales y de movimiento. Cuantitativamente, como resultado específico del sistema propuesto, RRT* produce trayectorias más suaves y cortas en comparación con A* y Dijkstra, logrando una reducción del 7,62 % en la longitud de la trayectoria. Además, en comparación con los sistemas basados ​​en cámaras RGB-D descritos en la literatura, el mecanismo TSL-2D ofrece una precisión superior en la generación de mapas proyectados en 2D a partir de las nubes de puntos adquiridas.