Συντάχθηκε 06-02-2015 13:35
από Vasiliki Grigoraki
Email συντάκτη: vgrigoraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
06-02-2015 14:57
Κύρια: υπάλληλος ΗΜΜΥ.
Άλλες ιδιότητες: Unknown -#-@ΗΜΜΥ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΣΑΡΑΝΤΗ ΚΥΡΙΤΣΗ
με θέμα
"Ανάπτυξη Εφαρμογής σε Ενσωματωμένα Συστήματα για Εναέρια Μη Επανδρωμένα Οχήματα"
Δευτέρα 9 Φεβρουαρίου 2015, 1μμ
Αίθουσα 137.Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Αναπληρωτής Καθηγητής Ιωάννης Παπαευσταθίου (επιβλέπων)
Καθηγητής Απόστολος Δόλλας
Επίκουρος Καθηγητής Παναγιώτης Παρτσινέβελος (Σχολή Μηχ.Ο.Π.)
Περίληψη
Την τελευταία δεκαετία η ανάπτυξη μη επανδρωμένων ιπτάμενων οχημάτων (UAV - Unmanned Airborne Vehicles) για ερευνητικές και εμπορικές εφαρμογές γνωρίζει ιδιαίτερη άνθηση.
Η βελτιστοποίηση της απόδοσης εφαρμογής σχετικών συστημάτων μπορεί να επέλθει μέσω βελτίωσης κατασκευαστικών χαρακτηριστικών (π.χ. αυτονομία, είδος, βάρος αισθητήρων) ή/και της αύξησης της ακρίβειας και αποτελεσματικότητας των παραγόμενων προϊόντων.
Η παρούσα διπλωματική εργασία προτείνει, και επιβεβαιώνει πειραματικά μέσω της παραμετροποίησης πρωτότυπου μη επανδρωμένου ιπτάμενου οχήματος χαμηλού κόστους, αρχιτεκτονική ενσωματωμένων υπολογιστικών συστημάτων (embedded systems) και αισθητήρων. Η αρχιτεκτονική αυτή επιτρέπει την ενσωμάτωση του σταθμού βάσης στο όχημα, καθώς και τον απομακρυσμένο έλεγχο του οχήματος χωρίς να απαιτείται οπτική επαφή ή καθοδήγηση μέσω ραδιοπομπού. Παράλληλα, η εφαρμογή της σε σμήνος UAVs παρέχει τη δυνατότητα ανταλλαγής κρίσιμων πληροφοριών μεταξύ τους με αποτέλεσμα την επίτευξη συγκεκριμένων σεναρίων πτήσης, όπως και αποφυγής εμποδίων. Τέλος, μέσω του προτεινόμενου συστήματος παρέχεται η δυνατότητα πραγματοποίησης επεξεργασίας των πρωτογενών δεδομένων επί της πτήσης (onboard).
Για την υλοποίηση της εργασίας απαιτήθηκε η εμβάθυνση σε αντικείμενα διαφορετικών επιστημονικών θεματικών πεδίων όπως είναι τα ενσωματωμένα συστήματα, τα συστήματα πλοήγησης, οι τηλεπικοινωνίες, λογισμικό διαχείρισης, επεξεργασίας και ανάλυσης οπτικών δεδομένων, κ.ά.
Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την διπλωματική αυτή εργασία καταδεικνύουν βελτίωση στις επιχειρησιακές δυνατότητες των συστημάτων μη επανδρωμένων οχημάτων, με μείωση του χρόνου εξαγωγής των αποτελεσμάτων επεξεργασίας, του κόστους κατασκευής τους αλλά και της αύξησης του βαθμού αυτοματοποίησης του συνόλου των απαιτούμενων διαδικασιών.
Abstract
Over the last decade the development of unmanned aerial vehicles (UAV) for research and commercial applications is rapidly evolving.
Performance optimization on related systems can occur by improving structural features (eg flight autonomy, type and weight of sensors) and / or increasing the accuracy and effectiveness of the final products.
This thesis proposes, and experimentally confirms through customization of a prototype low cost UAV, an architecture using embedded computer systems and sensors. This architecture enables the integration of the base station to the vehicle and the remote control of the vehicle without requiring visual contact or guidance via radio. Furthermore, implementation of a UAV swarm network allows the exchange of critical information between the swarm members, resulting in the successful completion of specific flight scenarios, such as, obstacle avoidance. Finally, through the proposed system the ability for on board processing is supported.
The implementation of this thesis required a deeper level of understanding in various scientific fields, such as embedded systems, navigation systems, telecommunications, management software, processing and analysis of visual data, etc.
The conclusions from this thesis demonstrate an improvement in the operational capabilities by reducing the time required to process results, and manufacturing costs, and by enhancing the level of automation for all the required procedures.
