Navigasi Robot Berbasis Layered Costmap Untuk Pergerakan Antar Lantai Pada Lingkungan Indoor Pasca Gempa bumi

Wirawan, Bagas Surya (2026) Navigasi Robot Berbasis Layered Costmap Untuk Pergerakan Antar Lantai Pada Lingkungan Indoor Pasca Gempa bumi. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5022221026-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Indonesia mengalami frekuensi gempa bumi tinggi yang menyebabkan perubahan struktural signifikan pada lingkungan indoor bertingkat. Robot otonom dapat berperan menavigasi area indoor pasca gempa yang tidak aman bagi manusia. Untuk melakukan misi tersebut, robot memerlukan kemampuan navigasi yang mampu bekerja pada lingkungan pasca gempa yang bertingkat. Tugas akhir ini membahas pengembangan metode navigasi menggunakan layered costmap supaya robot dapat melintasi lingkungan tersebut. Skema ini merepresentasikan lingkungan bertingkat sebagai kumpulan peta region berbentuk occupancy grid yang digabung menjadi satu map. Dalam costmap berlapis, tiap lapisan pada costmap menyimpan informasi berbeda seperti rintangan statis, rintangan dinamis, lapisan inflasi, dan lapisan transisi antar map, yang memungkinkan navigasi antar region. Dalam arsitektur navigasi yang dikembangkan, setiap lantai pada lingkungan indoor direpresentasikan oleh satu region individual. Pendekatan ini menyederhanakan informasi lingkungan 3D menjadi representasi 2D yang dapat dikelola, sehingga memungkinkan penggunaan sensor LiDAR 2D untuk menentukan lingkungan robot. Algoritma navigasi kemudian mengintegrasikan map 2D tiap region ini menjadi satu kesatuan dengan menggunakan costmap transisi, sehingga memungkinkan robot untuk memahami dan menavigasi lingkungan multi-lantai. Sistem ini memungkinkan robot untuk menavigasi dari satu region ke region lain dengan (1) estimasi pose menggunakan iterative closest point (ICP) dan region switcher, (2) path planning yang membuat rute antar region menggunakan path router, dan (3) path tracking yang menggunakan dynamic window approach (DWA) planner untuk menghasilkan trajectory yang diikuti robot. Dari hasil pengujian pada simulator MuJoCo, robot berhasil melakukan navigasi dari region A sampai C dengan tingkat keberhasilan 80% (8 dari 10 percobaan), waktu tempuh rata-rata 199.35 detik, dan waktu terbaik 141.01 detik.
======================================================================================================================================
Indonesia experiences a high frequency of earthquakes, causing significant structural changes to multi-story indoor environments. Autonomous robots can play a role in navigating post-earthquake indoor areas that are unsafe for humans. To accomplish this mission, robots require navigation capabilities that can operate in multi-story post-earthquake environments. This final project discusses the development of a navigation method using a layered costmap to enable robots to traverse such environments. This scheme represents a multi-story environment as a collection of region maps in the form of occupancy grids merged into a single map. In a layered costmap, each layer stores different types of information, such as static obstacles, dynamic obstacles, inflation layer, and transition layers between maps, enabling inter-region navigation. In the developed navigation architecture, each floor of an indoor environment is represented by an individual region. This approach simplifies 3D environmental information into a manageable 2D representation, allowing the use of a 2D LiDAR sensor to perceive the robot’s surroundings. The navigation algorithm then integrates the 2D maps of each region into a unified system using a transition costmap, enabling the robot to understand and navigate multi-story environments. The system allows the robot to navigate from one region to another through (1) pose estimation using iterative closest point (ICP) and a region switcher, (2) path planning that generates inter-region routes using a path router, and (3) path tracking that uses a dynamic window approach (DWA) planner to generate the trajectory followed by the robot. From the simulation results on the MuJoCo simulator, the robot successfully navigated from region A to C with an 80% success rate (8 out of 10 trials), an average travel time of 199.35 seconds, and a best time of 141.01 seconds.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Navigasi, Costmap, Robot, Antar lantai, Navigation, Inter-floor
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211 Robotics.
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Bagas Surya Wirawan
Date Deposited:	24 Jul 2026 14:21
Last Modified:	24 Jul 2026 14:21
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/137479

Actions (login required)

View Item