Τεχνολογία «Αναγνώρισης μέσω Ραδιοσυχνοτήτων» RFID και εφαρμογές στην ρομποτική και στον προσδιορισμό της θέσης αντικειμένων
Creators: name: Τζιτζής, Αναστάσιος A.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: RFID
Εντοπισμός
Ρομποτική
Ηλεκτρομαγνητισμός
Localization
Robotics
Electromagnetism

description: Τα τελευταία χρόνια, όλο και πιο συχνά, γίνονται αναφορές στον όρο έξυπνο περιβάλλον, ένα περιβάλλον μέσα στο οποίο αισθητήρες, μηχανές και υπολογιστές αλληλοεπιδρούν με καθημερινά αντικείμενα και ανθρώπους. Αυτή είναι και η βασική ιδέα της τέταρτης βιομηχανικής επανάστασης, όπου ο φυσικός και ο ψηφιακός κόσμος συνδέονται μέσω τεχνολογιών νέας γενιάς με στόχο τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της παραγωγικής διαδικασίας και της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας. Η πιο σημαντική αρχή σχεδιασμού έξυπνων περιβαλλόντων είναι η διασύνδεση, η ικανότητα δηλαδή των μηχανών, των συσκευών, των αισθητήρων και των ανθρώπων να συνδέονται και να επικοινωνούν μεταξύ τους, υλοποιώντας το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Things). Η τεχνολογία «Αναγνώρισης μέσω Ραδιοσυχνοτήτων» RFID (Radio Frequency Identification) επιτρέπει σε κάθε φυσικό αντικείμενο να αποκτήσει μία ψηφιακή οντότητα και να ενταχθεί στον ψηφιακό κόσμο μέσω κατάλληλων ασύρματων αλληλεπιδράσεων. Παράλληλα, αυτόνομα ρομποτικά οχήματα αντλούν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο χωρίς την ανθρώπινη παρέμβαση, αυτοματοποιώντας πλήρως κάθε διαδικασία. Μέσα σε αυτόν τον αυτοματοποιημένο και έξυπνο κόσμο, η θέση των πραγμάτων που αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους είναι μια πληροφορία πολύ σημαντική και άρρηκτα συνδεδεμένη με τη λήψη αποφάσεων. Βασικό στόχο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η σχεδίαση και κατασκευή καινοτόμων συστημάτων και μεθόδων ικανών να προσδιορίζουν τη θέση αντικειμένων, ρομποτικών οχημάτων και ανθρώπων με υψηλή ακρίβεια και σε πραγματικό χρόνο αξιοποιώντας τεχνολογία RFID. Πιο συγκεκριμένα, η διατριβή επικεντρώνεται σε τρεις θεμελιώδεις πτυχές: α) την εκτίμηση της θέσης στατικών αντικειμένων μέσω κινούμενου ρομποτικού οχήματος με δυνατότητα κατασκευής του χάρτη του περιβάλλοντος και απεικόνισης των θέσεων των αντικειμένων μέσα σε αυτόν, β) τον προσδιορισμό της τροχιάς κινούμενου ρομποτικού οχήματος υπό ολική αβεβαιότητα και γ) την παρακολούθηση της πορείας κίνησης ανθρώπου μέσα στο περιβάλλον χωρίς αυτός να είναι εξοπλισμένος με κάποια ψηφιακή συσκευή.
description: In recent years, references to the term smart environment, an environment in which sensors, machines and computers interact with everyday objects and people, have become increasingly common. This is the basic idea behind the fourth industrial revolution, where the physical and digital worlds are connected through next-generation technologies to improve the efficiency of the production process and supply chain management. The most important design principle for smart environments is interconnectivity, i.e. the ability of machines, devices, sensors and people to connect and communicate with each other, implementing the Internet of Things. Radio Frequency Identification (RFID) technology allows any physical object to acquire a digital entity and to become part of the digital world through wireless interactions. At the same time, autonomous robotic vehicles can extract all necessary information in real time without human intervention, fully automating every process. In this automated and intelligent world, the position of things interacting with each other is a very important information and is inextricably linked to decision-making. The main objective of this doctoral thesis is to design and build innovative systems and methods capable of determining the position of objects, robotic vehicles and humans with high accuracy and in real time by exploiting RFID technology. More specifically, the thesis focuses on three fundamental aspects: i) the estimation of the three-dimensional position of static objects by a moving robotic vehicle which is able to construct the map of the environment and display the object locations in it, ii) the estimation of the trajectory of a moving robotic vehicle in a given reference frame, and iii) the tracking of the path of a human target without being equipped with a digital device.