Ανάπτυξη διάταξης πλοήγησης αυτόνομων οχημάτων και Drone βασισμένη σε κάμερα τεχνολογίας τριών διαστάσεων και σε διάταξη τεχνητής νοημοσύνης για την επεξεργασία εικόνας
Development of a navigation system for autonomous vehicles and drones, based on 3D camera and an AI IC for image processing
Μεταπτυχιακή εργασία
Συγγραφέας
Μουστάκας, Χρήστος
Ημερομηνία
2023-02-23Επιβλέπων
Παπαγέωργας, ΠαναγιώτηςΘεματική επικεφαλίδα
TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικών ΥπολογιστώνΛέξεις κλειδιά
Drone ; UAV σύστημα ; Μη επανδρωμένα αεροσκάφη ; Αυτόνομη πλοήγηση ; ΡομποτικήΠερίληψη
Τα drones και τα αυτόνομα οχήματα μπαίνουν δυναμικά σε διάφορες οικονομικές δραστηριότητες από την παράδοση δεμάτων έως την υλοποίηση συστημάτων επιτήρησης και ασφάλειας, συστημάτων ρομποτικής και σε πλήθος εφαρμογών για υπηρεσίες θέσης. Οι τεχνολογίες που επιτρέπουν την αυτονομία των μη επανδρωμένων οχημάτων περιλαμβάνουν τον εντοπισμό θέσης με ακρίβεια καθώς και την αναγνώριση εμποδίων σε πραγματικό χρόνο με την χρήση αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης.
Στην παρούσα εργασία, μελετώνται σε θεωρητικό επίπεδο διάφορες παράμετροι όπως η εμβέλεια, η κατανάλωση ενέργειας, η ακρίβεια της τοποθεσίας, το κόστος, το βάρος του drone, καθώς και το βάρος ανύψωσης. Έπειτα, θα πραγματοποιηθεί βιβλιογραφική έρευνα σχετικά με τις υπάρχουσες τεχνολογίες αιχμής και τις ενδεχόμενες αδυναμίες τους καθώς και έρευνα αγοράς για την επιλογή των κατάλληλων τεχνολογιών αποφυγής εμποδίων ενός drone. Εξετάζονται, επίσης, τόσο τα απαιτούμενα βέλτιστα υλικά, όπως μικροελεγκτές και πλακέτες ανάπτυξης, όσο και οι απαιτούμενες βέλτιστες τεχνολογίες προγραμματισμού για την υλοποίηση ενός τέτοιου συστήματος.Στη συνέχεια, περιγράφεται η υλοποίηση ενός συστήματος βάσει των προδιαγραφών που τέθηκαν στο θεωρητικό μέρος. Γίνεται περιγραφή μιας διάταξης πειραματισμού για την αποφυγή εμποδίων ενός drone με υλικό νέας γενιάς βασισμένο σε κάμερα 3D και σε αισθητήρα Lidar, με σκοπό την υλοποίηση μιας διάταξης επεξεργασίας εικόνας σε πραγματικό χρόνο. Το παραπάνω σύστημα θα είναι σε θέση να αποφασίζει μια ασφαλή πλοήγηση, η οποία θα αποφεύγει τα εμπόδια.
Περίληψη
Drones and autonomous vehicles are dynamically engaged in various economic activities from the delivery of parcels to the implementation of surveillance and security systems, robotic systems and a number of applications for positioning services. Technologies that allow unmanned vehicles to be autonomous include accurate positioning as well as real-time obstacle recognition using artificial intelligence algorithms.In the present work, various parameters such as range, energy consumption, location accuracy, cost, drone weight, and lift weight are studied at a theoretical level. Then, a bibliographic research will be conducted on the existing state-of-the-art technologies and their possible weaknesses as well as a market research to select the appropriate technologies to avoid a drone. The required optimal materials, such as microcontrollers and development boards, as well as the required optimal programming technologies for the implementation of such a system are also examined.
Next, the implementation of a system based on the specifications set in the theoretical part is described. An experimental device has been implemented to avoid obstacles of a drone with new generation material based on 3D camera and Lidar sensor, in order to implement a real-time image processing device. The above system will be able to decide a safe navigation, which will avoid obstacles