Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη και την προσομοίωση δύο συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων εφοδιασμένων με αισθητήρες όρασης με σκοπό τη βέλτιστη κάλυψη ενός άγνωστου επίπεδου χώρου. Η τροχιά της κίνησης υπολογίζεται με χρήση encoders, ενώ μελετήθηκε και η εξαγωγή της μέσω...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14566 |
| id |
nemertes-10889-14566 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-145662022-09-05T20:14:02Z Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων Study and simulation of collaborative robotic vehicles for optimum area coverage Πετροπούλου, Αθηνά Petropoulou, Athena Αυτόνομη πλοήγηση Συνεργατικά ρομποτικά οχήματα Ταυτόχρονος εντοπισμός θέσης και Χαρτογράφηση Οδομετρία Μηχανική όραση Εξερεύνηση Αποφυγή εμποδίων Χάρτες πλέγματος κατάληψης Autonomous navigation Collaborative robotic vehicles Simultaneous localization and mapping Odometry Machine vision Robot exploration Obstacle avoidance Occupancy grid map Webots Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη και την προσομοίωση δύο συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων εφοδιασμένων με αισθητήρες όρασης με σκοπό τη βέλτιστη κάλυψη ενός άγνωστου επίπεδου χώρου. Η τροχιά της κίνησης υπολογίζεται με χρήση encoders, ενώ μελετήθηκε και η εξαγωγή της μέσω της οπτικής οδομετρίας χρησιμοποιώντας οπτική ροή. Η εύρεση του βάθους των εμποδίων του χώρου γίνεται αξιοποιώντας τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του μοντέλου της κάμερας, ενώ η χαρτογράφηση με τη βοήθεια της Bayesian εκτίμησης. Παράλληλα αναπτύχθηκαν δύο αλγόριθμοι εύρεσης μονοπατιού κατά τη διάρκεια της εξερεύνησης και πλοήγησης, ο Α* και τα Τεχνητά Δυναμικά Πεδία, όπως και ελεγκτής τροχιάς κατάλληλος ώστε να οδηγεί τα ρομποτικά οχήματα στο στόχο ακολουθώντας το μονοπάτι που παράχθηκε. Η επικοινωνία των δύο οχημάτων έγινε μέσω Bluetooth και αναπτύχθηκε κατάλληλο πρωτόκολλο επικοινωνίας μεταξύ τους ώστε να συνεργάζονται κατά τη χαρτογράφηση. Τέλος, τα πειράματα προσομοίωσης διεξήχθησαν στο περιβάλλον προσομοίωσης Webots για να προσδιοριστεί η ακρίβεια της οδομετρίας, του αλγορίθμου χαρτογράφησης ενός οχήματος και του αλγορίθμου χαρτογράφησης δύο συνεργατικών οχημάτων. The purpose of this diploma thesis is to design and simulate two collaborative robotic vehicles equipped with visual sensors for optimum coverage of an unknown planar space. The robot’s trajectory is obtained by wheel encoders, but also a visual odometry study using optical flow was developed. The depth of the obstacles was computed using the geometric characteristics of the pinhole camera and mapping was possible through the Recursive Bayesian Estimation. Moreover, two path planning algorithms were developed, A* and Artificial Potential Fields, as well as a controller for producing the robot speeds to follow the generated path and achieve the target position. The communication between the robots was achieved via Bluetooth to collaborate during mapping. Lastly, the experiments were simulated in Webots to determine the accuracy of the odometry, the mapping algorithm of one vehicle and the collaborative mapping of two vehicles. 2021-03-02T10:41:52Z 2021-03-02T10:41:52Z 2021-03-01 http://hdl.handle.net/10889/14566 gr application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Αυτόνομη πλοήγηση Συνεργατικά ρομποτικά οχήματα Ταυτόχρονος εντοπισμός θέσης και Χαρτογράφηση Οδομετρία Μηχανική όραση Εξερεύνηση Αποφυγή εμποδίων Χάρτες πλέγματος κατάληψης Autonomous navigation Collaborative robotic vehicles Simultaneous localization and mapping Odometry Machine vision Robot exploration Obstacle avoidance Occupancy grid map Webots |
| spellingShingle |
Αυτόνομη πλοήγηση Συνεργατικά ρομποτικά οχήματα Ταυτόχρονος εντοπισμός θέσης και Χαρτογράφηση Οδομετρία Μηχανική όραση Εξερεύνηση Αποφυγή εμποδίων Χάρτες πλέγματος κατάληψης Autonomous navigation Collaborative robotic vehicles Simultaneous localization and mapping Odometry Machine vision Robot exploration Obstacle avoidance Occupancy grid map Webots Πετροπούλου, Αθηνά Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη και την προσομοίωση δύο συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων εφοδιασμένων με αισθητήρες όρασης με σκοπό τη βέλτιστη κάλυψη ενός άγνωστου επίπεδου χώρου. Η τροχιά της κίνησης υπολογίζεται με χρήση encoders, ενώ μελετήθηκε και η εξαγωγή της μέσω της οπτικής οδομετρίας χρησιμοποιώντας οπτική ροή. Η εύρεση του βάθους των εμποδίων του χώρου γίνεται αξιοποιώντας τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του μοντέλου της κάμερας, ενώ η χαρτογράφηση με τη βοήθεια της Bayesian εκτίμησης. Παράλληλα αναπτύχθηκαν δύο αλγόριθμοι εύρεσης μονοπατιού κατά τη διάρκεια της εξερεύνησης και πλοήγησης, ο Α* και τα Τεχνητά Δυναμικά Πεδία, όπως και ελεγκτής τροχιάς κατάλληλος ώστε να οδηγεί τα ρομποτικά οχήματα στο στόχο ακολουθώντας το μονοπάτι που παράχθηκε. Η επικοινωνία των δύο οχημάτων έγινε μέσω Bluetooth και αναπτύχθηκε κατάλληλο πρωτόκολλο επικοινωνίας μεταξύ τους ώστε να συνεργάζονται κατά τη χαρτογράφηση. Τέλος, τα πειράματα προσομοίωσης διεξήχθησαν στο περιβάλλον προσομοίωσης Webots για να προσδιοριστεί η ακρίβεια της οδομετρίας, του αλγορίθμου χαρτογράφησης ενός οχήματος και του αλγορίθμου χαρτογράφησης δύο συνεργατικών οχημάτων. |
| author2 |
Petropoulou, Athena |
| author_facet |
Petropoulou, Athena Πετροπούλου, Αθηνά |
| author |
Πετροπούλου, Αθηνά |
| author_sort |
Πετροπούλου, Αθηνά |
| title |
Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| title_short |
Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| title_full |
Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| title_fullStr |
Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| title_sort |
μελέτη και προσομοίωση συνεργατικών ρομποτικών οχημάτων για βέλτιστη κάλυψη χώρων |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14566 |
| work_keys_str_mv |
AT petropoulouathēna meletēkaiprosomoiōsēsynergatikōnrompotikōnochēmatōngiabeltistēkalypsēchōrōn AT petropoulouathēna studyandsimulationofcollaborativeroboticvehiclesforoptimumareacoverage |
| _version_ |
1771297286422265856 |
