Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Angelou Evangelos

54 views

Published on

Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Angelou Evangelos

  1. 1. Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Παρουσίαση: Αγγέλου Ευάγγελος ΑΕΜ: 7643 Επιβλέποντες: Καθ. Συμεωνίδης Ανδρέας Δρ. Τσαρδούλιας Εμμανουήλ Φεβρουάριος 2019
  2. 2. Σκοπός της Διπλωματικής Εργασίας ● Τροφοδοσία περιφερειακών ρομπότ. ● Συλλογή δεδομένων κατανάλωσης. ● Εξερεύνηση και κάλυψη χώρου. ● Εντοπισμός και συλλογή αντικειμένων. Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 2
  3. 3. Γνώσεις που Αποκτήθηκαν ● Σχεδίαση κυκλωμάτων με χρήση κατάλληλου λογισμικού. ● Συναρμολόγηση εξαρτημάτων σε πλακέτα. ● Ανάπτυξη λογισμικού σε Python. ● Χρήση του ROS (Robot Operating System) framework. Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 3
  4. 4. Εργαλεία & Τεχνικές Εργαλεία λογισμικού: ● Robot Operating System (ROS) – Framework για την ανάπτυξη ρομποτικών εφαρμογών. ● Πακέτο move_base – Πακέτο ROS για τη μετακίνηση του ρομπότ στον χώρο. ● OpenNI2 ● MoveIt Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 4
  5. 5. Εργαλεία & Τεχνικές Εργαλεία υλικού: ● Turtlebot 2 ● Intel NUC ● Asus Xtion Pro LIVE ● RPLidar A2 ● Ρομποτικός Βραχίονας WidowX Εργαλεία κατασκευής κυκλώματος τροφοδοσίας: ● Πλακέτα πρωτοτυποποίησης ESP32 Thing ● Τροφοδοτικό picoPSU-80-WI-32 ● Αισθητήρας ρεύματος INA260 Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 5
  6. 6. Μεθοδολογία
  7. 7. Σχεδίαση Κυκλώματος Τροφοδοσίας & Αποστολής Δεδομένων Κατανάλωσης Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 7
  8. 8. Σχεδίαση & Κατασκευή Πλακέτα Τροφοδοσίας & Αποστολής Δεδομένων Κατανάλωσης Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 8
  9. 9. Υλοποίηση Αλγορίθμων Τρεις κόμβοι: ● Κόμβος πεδίου κάλυψης ● Κόμβος επιλογής σημείου πλοήγησης ● Κόμβος εντοπισμού & συλλογής αντικειμένων Αλγόριθμος SLAM: ● Gmapping Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 9
  10. 10. Υπολογισμός Πεδίου Κάλυψης ● Υπολογισμός πεδίου κάλυψης κάμερας – Σημεία στις ευθείες με γωνία – HFoV / 2 μέχρι HFoV / 2 ● HFoV = Horizontal Field of View (Οριζόντιο πεδίο όρασης) – Μήκος ευθείας = Max. Distance of Use (Μέγιστη απόσταση όρασης) ● Σημείο σε εμπόδιο ή άγνωστη περιοχή => Απορρίπτεται. ● Δημοσιεύει: Occupancy Grid Map (OGM) Αποτέλεσμα: ● Horizontal Field of View κάμερας = 58ο ● Max. Depth κάμερας = 3.5m Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 10
  11. 11. Επιλογή Σημείου Πλοήγησης ● Χρήση cost – based επιλογής στόχου πλοήγησης. ● Τοπολογικό βάρος: ● Βάρος απόστασης: ● Βάρος κάλυψης: ● Βάρος περιστροφής: ● Το συνολικό κόστος υπολογίζεται ως εξής: Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 11
  12. 12. Επιλογή Σημείου Πλοήγησης ● Στον χάρτη εφαρμόζονται: – Dilation – Brushfire – Thinning & pruning => Τοπολογικός γράφος – Υπολογισμός κόστους για κάθε κόμβο. – Επιλογή κόμβου με το μεγαλύτερο κόστος. – Αποστολή σημείου – στόχου στον move_base server. Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 12
  13. 13. Εντοπισμός, Προσέγγιση & Συλλογή Αντικειμένου ● Έγινε χρήση του ROS πακέτου Pandora TLD ● Ο κόμβος του πακέτου δημοσιεύει τη θέση του αντικειμένου στην εικόνα. ● Ο χρήστης επιλέγει το αντικείμενο προς αναγνώριση. Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 13
  14. 14. Εντοπισμός, Προσέγγιση & Συλλογή Αντικειμένου ● Μόλις εντοπιστεί αντικείμενο: – Σταματάει η διαδικασία εξερεύνησης. – Εξάγεται το σημείο στο χώρο, όπου βρίσκεται το αντικείμενο και υπολογίζεται η απόστασή του από το ρομπότ. – Το ρομπότ προσεγγίζει το αντικείμενο, προσπαθώντας να το έχει στο κέντρο της εικόνας. ● Τέλος προσέγγισης => αποστολή θέσης αντικειμένου στον pick-and-place server => συλλογή αντικειμένου. Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 14
  15. 15. Πειράματα & Αποτελέσματα
  16. 16. Πειράματα Εξερεύνησης & Κάλυψης Χώρου ● Πειράματα σε περιβάλλον προσομοίωσης ● Χάρτης: Corridor Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 16
  17. 17. Πειράματα Εξερεύνησης & Κάλυψης Χώρου ● Πειράματα σε περιβάλλον προσομοίωσης ● Χάρτης: Willow Garage Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 17
  18. 18. Πειράματα Εξερεύνησης & Κάλυψης Χώρου ● Πειράματα σε πραγματικό χώρο ● Εργαστήριο ομάδας ρομποτικής PANDORA Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 18
  19. 19. Πειράματα Εξερεύνησης & Κάλυψης Χώρου ● Πειράματα σε πραγματικό χώρο ● Εργαστήριο Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 19
  20. 20. Πειράματα Αναγνώρισης Αντικειμένου ● Ευκολία αναγνώρισης ορθογώνιων αντικειμένων με χρώμα το οποίο έχει αντίθεση με το περιβάλλον γύρω από το αντικείμενο. ● Δυσκολία αναγνώρισης αντικειμένων ακανόνιστου σχήματος, επειδή επηρεάζεται ο αλγόριθμος από το περιβάλλον γύρω από το αντικείμενο. ● Δυσκολία αναγνώρισης αντικειμένου ίδιου ή παρόμοιου χρώματος με το περιβάλλον. ➔ Τελική επιλογή: Κύβος κόκκινου χρώματος Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 20
  21. 21. Πειράματα Συλλογής Αντικειμένου ● Συλλογή αντικειμένου από απόσταση 10, 12.5 και 15 cm από τον φακό της κάμερας. ● Υπολογισμός απόστασης: ● Αποτελέσματα: Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 21
  22. 22. Πειράματα Προσέγγισης & Συλλογής Αντικειμένου ● Αλλαγή τοποθεσίας αντικειμένου. ● Εντοπισμός τοποθεσίας από αποστάσεις 1, 1.5 και 2 μέτρων. ● Υπολογισμός απόστασης ρομπότ από το background αντικείμενο: = 31.5cm ● Αποτελέσματα πειραμάτων προσέγγισης: Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 22
  23. 23. Συμπεράσματα, Προβλήματα & Μελλοντική Μελέτη ● Συμπεράσματα: – Σωστή λειτουργία κυκλώματος τροφοδοσίας. – Δημιουργία διαδρομών για κάλυψη χώρου σε λογικά πλαίσια. – Εντοπισμός αντικειμένου από σχετικά μεγάλη απόσταση. ● Προβλήματα: – Προβληματική οδομετρία. – Προβληματικά δεδομένα αισθητήρα βάθους. – Αδυναμία δημιουργίας μοντέλου ρομπότ + βραχίονα. ● Μελλοντική μελέτη: – Προσθήκη επιπλέον αισθητήρων κάλυψης. – Χρήση βραχίονα με μεγαλύτερη λαβή => Συλλογή μεγαλύτερων αντικειμένων. Φεβρουάριος 2019 Εντοπισμός και Μεταφορά Αντικειμένων από Ρομπότ & Σχεδιασμός και Κατασκευή Κυκλώματος Τροφοδοσίας 23
  24. 24. Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Ανδρέα Συμεωνίδη, που μου έδωσε την ευκαιρία να ασχοληθώ με το συγκεκριμένο θέμα. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους Μάνο Τσαρδούλια και Κωσταντίνο Παναγιώτου, που με βοήθησαν με την υλοποίηση της εργασίας.
  25. 25. Ευχαριστώ πολύ για τον χρόνο σας! Ερωτήσεις;

×