Real-Time LiDAR SLAM-Driven Navigation and Collision Avoidance for Mobile Robots in Unstructured Environments

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.14569/ijacsa.2026.0170325
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Autonomous navigation in unknown environments requires accurate simultaneous localization and mapping, reliable obstacle detection, and efficient path planning within a unified framework. This study proposes a real-time LiDAR-based SLAM-driven navigation system for mobile robots operating in structured indoor environments. The developed architecture integrates three-dimensional LiDAR sensing, ego-motion estimation, scan registration, loop closure optimization, and collision-aware trajectory planning to achieve robust environmental reconstruction and safe autonomous mobility. A probabilistic measurement model is employed to relate sensor observations to robot pose and map states, while back-end optimization mitigates cumulative drift and enhances global consistency. The navigation module incorporates obstacle segmentation and goal-directed path generation, ensuring smooth and collision-free trajectories under kinematic constraints. Experimental validation is conducted in both incremental and full-environment exploration scenarios using a physical robotic platform equipped with LiDAR and auxiliary sensors. Results demonstrate consistent mapping accuracy, stable trajectory estimation, and effective obstacle avoidance in cluttered indoor settings. The system maintains real-time computational performance while preserving the structural coherence of reconstructed environments. The findings confirm the reliability and scalability of the proposed framework, providing a practical foundation for autonomous robotic navigation in semi-structured and unstructured operational domains.