Πρωτότυπος Τίτλος:
Τεχνικές αυτόνομης πλοήγησης και χαρτογράφησης χώρου για ρομποτικές εφαρμογές
Συγγραφέας:
Νικόλα, Ελένη, Θωμάς
Επιβλέπων καθηγητής:
Καμαλάκης, Θωμάς
Περίληψη:
Αρχικά, στην παρακάτω έκθεση θα γίνει μια θεωρητική εισαγωγή και μελέτη της
λειτουργίας των αλγορίθμων αυτόνομης χαρτογράφησης και εντοπισμού θέσης
SLAM, του ρομποτικού συστήματος ROS2, της θεωρίας συγχώνευσης δεδομένων αισθητήρων σε συνδυασμό με το διευρυμένο φίλτρο Kalman και τις τεχνικές για την επίλυση του προβλήματος αυτόνομης εξερεύνησης βάσει της εύρεσης συνόρων. Στη συνέχεια θα αναλυθούν διεξοδικά ο σχεδιασμός και τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την υλοποίηση του συστήματος διαχωρίζοντας το στις εξής δύο κατηγορίες:
1. Στην κατασκευή του οχήματος, δηλαδή τον σχεδιασμό του σκελετού, την
επιλογή των εξαρτημάτων, το είδος των αισθητήρων και των ενεργειακών
αναγκών της ρομποτικής πλατφόρμας.
2. Στην αρχιτεκτονική του λογισμικού του συστήματος. Στο συγκεκριμένο
κεφάλαιο γίνεται εκτενή αναφορά στον τρόπο χρήσης και ενσωμάτωσης του
ROS2 λειτουργικού συστήματος, της διαχείρισης των αισθητήρων, των
δεδομένων τους και του συνδυασμού τους για τον εντοπισμό της θέσης του
συστήματος. Εξετάζονται οι αρχές της οδομετρίας και της διαφορικής
κινηματικής καθώς και η μαθηματική ανάλυσή τους για τον έλεγχο της
κίνησης του οχήματος. Επιπλέον μελετώνται οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιήθηκαν, ο τρόπος επιλογής τους και η παραμετροποίηση τους
για την κάλυψη των αναγκών της παρούσας εργασίας και την επιτυχή
ενσωμάτωσης τους στο σύστημα.
Στα τελευταία κεφάλαια, αναφέρονται παραδείγματα χρήσης του ρομποτικού
οχήματος σε διάφορους εσωτερικούς χώρους και των χαρτών που επιτυχώς
παράχθηκαν. Μαζί με τα παραδείγματα θα εξεταστούν και οι αποδόσεις του
συστήματος, οι δυσκολίες και τα προβλήματα που εντοπίστηκαν κατά την
υλοποίηση της εργασίας καθώς και μελλοντικές μετατροπές και λύσεις που
μπορούν να εφαρμοστούν για να βελτιωθεί ή να επεκταθεί το έργο.
λειτουργίας των αλγορίθμων αυτόνομης χαρτογράφησης και εντοπισμού θέσης
SLAM, του ρομποτικού συστήματος ROS2, της θεωρίας συγχώνευσης δεδομένων αισθητήρων σε συνδυασμό με το διευρυμένο φίλτρο Kalman και τις τεχνικές για την επίλυση του προβλήματος αυτόνομης εξερεύνησης βάσει της εύρεσης συνόρων. Στη συνέχεια θα αναλυθούν διεξοδικά ο σχεδιασμός και τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την υλοποίηση του συστήματος διαχωρίζοντας το στις εξής δύο κατηγορίες:
1. Στην κατασκευή του οχήματος, δηλαδή τον σχεδιασμό του σκελετού, την
επιλογή των εξαρτημάτων, το είδος των αισθητήρων και των ενεργειακών
αναγκών της ρομποτικής πλατφόρμας.
2. Στην αρχιτεκτονική του λογισμικού του συστήματος. Στο συγκεκριμένο
κεφάλαιο γίνεται εκτενή αναφορά στον τρόπο χρήσης και ενσωμάτωσης του
ROS2 λειτουργικού συστήματος, της διαχείρισης των αισθητήρων, των
δεδομένων τους και του συνδυασμού τους για τον εντοπισμό της θέσης του
συστήματος. Εξετάζονται οι αρχές της οδομετρίας και της διαφορικής
κινηματικής καθώς και η μαθηματική ανάλυσή τους για τον έλεγχο της
κίνησης του οχήματος. Επιπλέον μελετώνται οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιήθηκαν, ο τρόπος επιλογής τους και η παραμετροποίηση τους
για την κάλυψη των αναγκών της παρούσας εργασίας και την επιτυχή
ενσωμάτωσης τους στο σύστημα.
Στα τελευταία κεφάλαια, αναφέρονται παραδείγματα χρήσης του ρομποτικού
οχήματος σε διάφορους εσωτερικούς χώρους και των χαρτών που επιτυχώς
παράχθηκαν. Μαζί με τα παραδείγματα θα εξεταστούν και οι αποδόσεις του
συστήματος, οι δυσκολίες και τα προβλήματα που εντοπίστηκαν κατά την
υλοποίηση της εργασίας καθώς και μελλοντικές μετατροπές και λύσεις που
μπορούν να εφαρμοστούν για να βελτιωθεί ή να επεκταθεί το έργο.
Ημερομηνία κατάθεσης:
2022-07-19
Γλώσσες Τεκμηρίου:
Ελληνικά
Θεματικές Κατηγορίες:
Ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Επιστήμη των υπολογιστών
Λοιπά Θέματα:
Εφαρμογές, εργαλεία, κλπ.
Λέξεις-κλειδιά:
Χαρτογράφηση, Αυτόνομη Οδήγηση, Ρομποτική, Εξερεύνηση Συνόρων
Περιγραφή:
98 σ.,εικ.,πίν.,διαγρ.,σχ.
Άδεια χρήσης:
Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Όχι Παράγωγα Έργα 4.0
