Πλοήγηση αυτόνομου αμαξιού με εντοπισμό και παρακολούθηση λωρίδας κυκλοφορίας
Creators: name: Αμιναλραγιά-Γιαμινί, Ρωξάνη Γκολαμρέζα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Εντοπισμός και παρακολούθηση λωρίδας
Εντοπισμός θέσης
Αυτόνομο αμάξι
Lane detection &amp; following
Localization
Autonomous car

description: Η τεχνολογία των αυτόνομων οχημάτων και συστημάτων έχει γνωρίσει πρωτοφανή ανάπτυξη και καινοτομία τα τελευταία χρόνια παγκοσμίως, καθώς αποτελεί έναν από τους πιο σημαντικούς και πολλά υποσχόμενους τομείς της ρομποτικής έρευνας. Τα συστήματα αυτόνομης οδήγησης είναι περίπλοκα και η εξέλιξη τους αποτελεί πραγματική πρόκληση για τον επιστημονικό τομέα. Tα προβλήματα της χαρτογράφησης, του εντοπισμού και της πλοήγησης ενός ρομποτικού πράκτορα σε eνα άγνωστο περιβάλλον με ακρίβεια και στο βέλτιστο δυνατό χρόνο αποτελούν παραδείγματα με εξαιρετικά υψηλό ενδιαφέρον. Η παρούσα διπλωματική εμπνεύστηκε από τις προδιαγραφές και τις ανάγκες της αυτόνομης οδήγησης για τον διαγωνισμό Formula Student (FS), και ειδικότερα για την κατηγορία Formula Student Driverless. Βασικός σκοπός της διπλωματικής είναι η διερεύνηση του πιο αποδοτικού συνδυασμού χρόνου και απόστασης, μελετώντας την συμπεριφορά ενός ρομποτικού πράκτορα υπό το πρίσμα διαφορετικών μεταβλητών σε αυτόνομη πλοήγηση, στο άγνωστο περιβάλλον μιας κυκλικής αγωνιστικής πίστας προσομοίωσης. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται η εισαγωγή, όπου παρουσιάζονται ο σκοπός και η διάρθρωση του κειμένου της διπλωματικής εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η επισκόπηση της ερευνητικής περιοχής και παρουσιάζονται προσεγγίσεις που υλοποιήθηκαν από φοιτητικές ομάδες στα πλαίσια του διαγωνισμού FS για την επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν όπως το Robot Operating System (ROS), καθώς και οι βιβλιοθήκες και οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιεί. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται ο σχεδιασμός και ο τρόπος υλοποίησης που επιλέχθηκε για την επίλυση του προβλήματος στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειράματα και σχολιάζονται τα αποτελέσματα των σεναρίων χρήσης που κατασκευάστηκαν. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο αναλύονται οι προοπτικές για μελλοντική μελέτη και συζητούνται τα συμπεράσματα που προέκυψαν. Για την ανάπτυξη του χώρου προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε ο προσομοιωτής Gazebo, με τον οποίο έγιναν τα πειράματα και τα σενάρια χρήσης, ενώ για την οπτικοποίηση των αποτελεσμάτων της αυτόνομης οδήγησης χρησιμοποιήθηκε το πακέτο rviz. Για την συγγραφή του κώδικα χρησιμοποιήθηκε η γλώσσα προγραμματισμού Python.
description: Over the last years, technologies for autonomous systems and cars have met unprecedented development and innovation world wide as this constitutes one of the most important and promising fields of robotics. Autonomous driving systems are complicated and their evolution presents a true challenge for the scientific community. The tasks of mapping, localization and navigation of a robotic agent in an unknown environment with precision and in the best possible time, are examples showing high interest. This dissertation was inspired by the needs and specifications of autonomous driving for the Formula Student (FS) competition, and specifically for the new category Formula Student Driverless. The main purpose of the dissertation is the optimization of the time and distance combination for the task of autonomous navigation of a robotic agent in an unknown simulated circular race track. In the first chapter, an introduction is made, where the goal of the dissertation is discussed and the structure is presented. In the second chapter, there is an overview of the state of the art in the field, as well as approaches that were implemented by student teams for the solution of this specific problem in the context of the FS competition. In the third chapter, the tools that were used in this project are presented, such as the Robot Operating System (ROS), as well as the libraries and algorithms it includes. In the fourth chapter, the design and the chosen implementation of the experiments are presented. In the fifth chapter, the experiments performed are presented along with an analysis of the results. Finally, in the sixth chapter, a discussion is made with conclusions from the experiments and future perspectives. For the needs of the experiments, a simulated space was developed with the Gazebo tool and the rviz package was used for the visualization of the results of the autonomous driving system. Python was utilized as a programming language.
description: Σε συνεργασία με: Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής (Πανεπιστήμιο Μακεδονίας)