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.

Kosmas Tsiakas

68 views

Published on

Autonomous aerial vehicle localization, path planning and navigation towards full and optimal 3D coverage of a known environment

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Kosmas Tsiakas

  1. 1. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρου Επιβλέποντες Αναπληρωτής Καθηγητής Συμεωνίδης Ανδρέας Μεταδιδακτορικός ερευνητής Δρ. Τσαρδούλιας Εμμανουήλ Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Πληροφορίας & Υπολογισμών Θεσσαλονίκη, Ιούλιος 2019 Εκπόνηση Κοσμάς Τσιάκας ΑΕΜ: 8255 1
  2. 2. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Δομή παρουσίασης ❏ Εισαγωγή ❏ Σκοπός της διπλωματικής εργασίας ❏ Γνώσεις που αποκτήθηκαν ❏ Μεθοδολογία ❏ Αποτελέσματα ❏ Συμπεράσματα ❏ Μελλοντική εργασία 2
  3. 3. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Εισαγωγή 1941 2019 3
  4. 4. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Σκοπός της διπλωματικής εργασίας Αυτόνομη & συνεχής απογραφή προϊόντων μέσω τεχνολογίας RFID Εύρεση θέσης του drone Εντοπισμός θέσης ετικετών των προιοντων Πλήρης τρισδιάστατη κάλυψη του χώρου 4
  5. 5. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Γνώσεις που αποκτήθηκαν The Open Motion Planning Library (OMPL) 5
  6. 6. Μεθοδολογία
  7. 7. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Περιγραφή του UAV Το UAV διαθέτει τους παρακάτω αισθητήρες: ➔ 8 ακτίνες laser περιμετρικά του drone με εμβέλεια 14 μέτρα ➔ Laser για τον υπολογισμό του ύψους ➔ Inertial Measurement Unit ➔ Αναγνώστης & κεραία RFID 7
  8. 8. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Εντοπισμός θέσης 8
  9. 9. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Πλοήγηση 4. Έλεγχος προσανατολισμού PD ελεγκτής προσανατολισμού (yaw) 3. Έλεγχος θέσης PD ελεγκτής θέσης (x, y, z) 2. Δημιουργία μονοπατιού ➔ Χρήση OMPL ➔ Αποφυγή εμποδίων ➔ Ομαλή πορεία Navigation process 1. Λήψη επόμενου στόχου Είσοδος από ROS topic 9
  10. 10. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Πλοήγηση 10
  11. 11. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Πλήρης κάλυψη 1ο στάδιο: Επιλογή σημείων στο χώρο Υποδειγματοληψία του χώρου Έλεγχος κάθε θέσης Υπολογισμός καλύτερης οπτικής γωνίας ➔Σταθερό βήμα ως προς x και y ➔Μεταβλητό βήμα ως προς z ➔Θέση σε κατειλημμένο κόμβο ➔Ύπαρξη κοντινών εμποδίων ➔Άμεση ορατότητα κάθε σημείου ➔Υπολογισμός κάθετων διανυσμάτων ➔Υπολογισμός μετρικής κάλυψης 11
  12. 12. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Πλήρης κάλυψη 2ο στάδιο: Μείωση της απόστασης του συνολικού μονοπατιού 12 Δημιουργία γράφου Προβολή σημείων σε 2 διαστάσεις Επίλυση TSP με Nearest Neighbor & Hill Climbing Search Αναδιάταξη σημείων σε 3 διαστάσεις Αφαίρεση ενδιάμεσων σημείων Τελικό μονοπάτι
  13. 13. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 13 Οριζόντια Μεθοδολογία Πλήρης κάλυψη Αναδιάταξη σημείων σε 3 διαστάσεις Κάθετη
  14. 14. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μεθοδολογία Πλήρης κάλυψη 2ο στάδιο: Μείωση της απόστασης του συνολικού μονοπατιού 14 Δημιουργία γράφου Προβολή σημείων σε 2 διαστάσεις Επίλυση TSP με Nearest Neighbor & Hill Climbing Search Αναδιάταξη σημείων σε 3 διαστάσεις Αφαίρεση ενδιάμεσων σημείων Τελικό μονοπάτι
  15. 15. Αποτελέσματα
  16. 16. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Εντοπισμός θέσης - Κίνηση σε ευθεία 16
  17. 17. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Εντοπισμός θέσης - Κίνηση σε ευθεία 17
  18. 18. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Εντοπισμός θέσης - Κίνηση σε σπιράλ 18
  19. 19. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Εντοπισμός θέσης - Κίνηση σε σπιράλ 19
  20. 20. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Εντοπισμός θέσης - Κίνηση σε μαίανδρο 20
  21. 21. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Εντοπισμός θέσης - Κίνηση σε μαίανδρο 21
  22. 22. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Πλήρης κάλυψη 22
  23. 23. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Πλήρης κάλυψη - Διάδρομος 23
  24. 24. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Αποτελέσματα Πλήρης κάλυψη - Αποθήκη 24
  25. 25. Συμπεράσματα
  26. 26. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Συμπεράσματα Εντοπισμός θέσης ➔ Το σύστημα εντοπισμού θέσης εξαρτάται από: • τον τρόπο κίνησης • την ταχύτητα • την πορεία του ➔ Η χαμηλή ταχύτητα οδηγεί σε χαμηλότερο σφάλμα ➔ Όταν διατηρείται σταθερός ο προσανατολισμός, επιτρέπονται υψηλότερες ταχύτητες, καθώς οδηγούν σε χαμηλό σφάλμα 26
  27. 27. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Συμπεράσματα Πλήρης κάλυψη χώρου ➔ Για την κάλυψη χώρου προτιμάται ευρύ οπτικό πεδίο ➔ Η κάθετη ένωση σημείων οδηγεί σε μικρότερο χρόνο κάλυψης ➔ Η οριζόντια ένωση σημείων οδηγεί σε υψηλότερο ποσοστό κάλυψης 27
  28. 28. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Μελλοντική εργασία ➔ Υλοποίηση του Adaptive MCL ➔ Χρήση οπτικής οδομετρίας σε πραγματικό drone ➔ Υλοποίηση δυναμικής μεθόδου κάλυψης χώρου, με βάση τις περιοχές που έχουν ήδη καλυφθεί και τους υπάρχονες περιορισμούς ➔ Κάλυψη χώρου από πολλαπλά drone ➔ Μελέτη ενεργειακών αναγκών του drone 28
  29. 29. Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρουΙούλιος 2019 Ευχαριστίες Ευχαριστώ θερμά τους: ● κ. Συμεωνίδη Ανδρέα ● κ. Τσαρδούλια Εμμανουήλ 29
  30. 30. Ερωτήσεις; Εντοπισμός θέσης drone σε γνωστό 3D χάρτη με χρήση αισθητήρων απόστασης & πλήρης κάλυψη του χώρου 30

×