Analysis of the LiDAR sensor for autonomous vehicle

datacite.contributor.RelatedPersonΛογοθέτης, Μιχαήλ
datacite.contributor.RelatedPersonΣτυλιανάκης, Βασίλειος
datacite.contributor.SupervisorΤόμκος, Ιωάννης
dc.contributor.authorΠολίτης, Παύλος
dc.contributor.otherPolitis, Pavlos
dc.date.accessioned2023-03-03T08:38:57Z
dc.date.available2023-03-03T08:38:57Z
dc.date.issued2023-03-01
dc.degreemasterThesis
dc.description.abstractThe constantly evolving automobile industry has reached the point of perfecting the design of the car with all those materials and alloys that protect the driver from accidents. However, motor vehicle accidents and crashes continue to cause millions of injuries and deaths annually on a global scale. Thus, it is demonstrated that in addition to the correct design for the safety of a car, errors resulting from the human factor must be reduced. Such factors include distraction, speeding on low speed marked roads and in bad weather conditions. Because of these, global automotive industry has been called upon to solve this problem by using technologies that give the car additional automated functions to avoid as many accidents as possible. Through the use of sensors and the combination of their basic characteristics, the optimal result for autonomous driving is obtained. Most basic of all is the lidar sensor, whose analysis we rely on because it tends to be the future in self-driving vehicles. This thesis will analyze in depth and breadth all the concepts related to the autonomous vehicle, while special emphasis will be placed on the lidar sensor. This sensor will be divided into categories and details will be given for each sub-category, followed by a comparison between the most dominant technologies and techniques. To make the work even more comprehensive, the sensors available on the market will be compared with each other and the features that make some patents stand out from all the rest. The title of the thesis is "Analysis of the LiDAR for autonomous vehicle" and for the scientific documentation is presented in the following chapters: Chapter 1: "What is an autonomous car" describes what characteristics make a vehicle autonomous. The levels given by SAE to separate and categorize a car's autonomous capabilities are also given. Chapter 2: "Autonomous Vehicle Sensors" lists the sensors used in the self-driving vehicle and the characteristics of each. Metrics and their requirements are given for a sensor to be useful and safe in the automotive environment. Chapter 3: “LiDAR” is the first chapter we focus on the LiDAR sensor which will be analyzed in depth in this thesis. Its uses in various fields are presented, one of which is autonomous driving, which interests us the most. A quick reference is also made to the first category that LiDARs can be divided into. Chapter 4: "The 4 fundamental choices in technologies and techniques of 3D LiDAR" presents with details and comparative tables the two techniques of LiDAR, the measurement process and the beam steering mechanism and then the two technologies of the 2 basic elements of the LiDAR sensor, the laser and the photodetector. Chapter 5: "Automotive and Industrial LiDAR systems" lists the patents and products of the leading LiDAR companies and finally a comparison table between them.
dc.description.translatedabstractΗ συνεχώς εξελισσόμενη αυτοκινητοβιομηχανία έχει φτάσει στο σημείο να τελειοποιεί τη σχεδίαση του αυτοκινήτου με όλα εκείνα τα υλικά και τα κράματα που προστατεύουν τον οδηγό από ατυχήματα. Ωστόσο, τα τροχαία ατυχήματα και τα δυστυχήματα εξακολουθούν να προκαλούν εκατομμύρια τραυματισμούς και θανάτους ετησίως σε παγκόσμια κλίμακα. Έτσι, αποδεικνύεται ότι εκτός από τη σωστή σχεδίαση για την ασφάλεια ενός αυτοκινήτου, πρέπει να μειωθούν τα σφάλματα που προκύπτουν από τον ανθρώπινο παράγοντα. Τέτοιοι παράγοντες περιλαμβάνουν απόσπαση της προσοχής, υπερβολική ταχύτητα σε δρόμους με σήμανση χαμηλής ταχύτητας και σε κακές καιρικές συνθήκες. Εξαιτίας αυτών, η παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία έχει κληθεί να λύσει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας τεχνολογίες που δίνουν στο αυτοκίνητο πρόσθετες αυτοματοποιημένες λειτουργίες για την αποφυγή όσο το δυνατόν περισσότερων ατυχημάτων. Μέσω της χρήσης αισθητήρων και του συνδυασμού των βασικών χαρακτηριστικών τους επιτυγχάνεται το βέλτιστο αποτέλεσμα για αυτόνομη οδήγηση. Το πιο βασικό από όλα είναι ο αισθητήρας LiDAR, στην ανάλυση του οποίου βασιζόμαστε επειδή τείνει να είναι το μέλλον στα αυτόνομα οχήματα. Η παρούσα διπλωματική εργασία θα αναλύσει σε βάθος και σε βάθος όλες τις έννοιες που σχετίζονται με το αυτόνομο όχημα, ενώ ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στον αισθητήρα lidar. Αυτός ο αισθητήρας θα χωριστεί σε κατηγορίες και θα δοθούν λεπτομέρειες για κάθε υποκατηγορία και θα ακολουθήσει σύγκριση μεταξύ των πιο κυρίαρχων τεχνολογιών και τεχνικών. Για να γίνει ακόμα πιο ολοκληρωμένη η εργασία, οι αισθητήρες που διατίθενται στην αγορά θα συγκριθούν μεταξύ τους και τα χαρακτηριστικά που κάνουν ορισμένες πατέντες να ξεχωρίζουν από όλες τις υπόλοιπες. Ο τίτλος της διπλωματικής εργασίας είναι «Ανάλυση του αισθητήρα LiDAR σε αυτόνομα οχήματα» και για την επιστημονική τεκμηρίωση παρουσιάζεται στα ακόλουθα κεφάλαια: Το Κεφάλαιο 1: «Τι είναι ένα αυτόνομο αυτοκίνητο» περιγράφει ποια χαρακτηριστικά κάνουν ένα όχημα αυτόνομο. Δίνονται επίσης τα επίπεδα που δίνει το SAE για τον διαχωρισμό και την κατηγοριοποίηση των αυτόνομων δυνατοτήτων ενός αυτοκινήτου. Το Κεφάλαιο 2: «Αισθητήρες αυτόνομων οχημάτων» παραθέτει τους αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στο αυτοοδηγούμενο όχημα και τα χαρακτηριστικά του καθενός. Οι μετρήσεις και οι απαιτήσεις τους δίνονται ώστε ένας αισθητήρας να είναι χρήσιμος και ασφαλής στο περιβάλλον του αυτοκινήτου. Κεφάλαιο 3: Το «LiDAR» είναι το πρώτο κεφάλαιο που επικεντρωνόμαστε στον αισθητήρα LiDAR το οποίο θα αναλυθεί σε βάθος σε αυτή τη διατριβή. Παρουσιάζεται η χρήση του σε διάφορους τομείς, ένας εκ των οποίων είναι η αυτόνομη οδήγηση, που μας ενδιαφέρει περισσότερο. Γίνεται επίσης μια γρήγορη αναφορά στην πρώτη κατηγορία στην οποία μπορούν να χωριστεί το LiDAR. Κεφάλαιο 4: «Οι 4 θεμελιώδεις επιλογές σε τεχνολογίες και τεχνικές του 3D LiDAR» παρουσιάζει με λεπτομέρειες και συγκριτικούς πίνακες τις δύο τεχνικές του LiDAR, τη διαδικασία μέτρησης και τον μηχανισμό διεύθυνσης δέσμης και στη συνέχεια τις δύο τεχνολογίες των 2 βασικών στοιχείων του αισθητήρα LiDAR , το λέιζερ και ο φωτοανιχνευτής. Στο Κεφάλαιο 5: «Αυτοκίνητα και Βιομηχανικά συστήματα LiDAR» παρατίθενται οι πατέντες και τα προϊόντα των κορυφαίων εταιρειών LiDAR και τέλος ένας συγκριτικός πίνακας μεταξύ τους.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/24661
dc.language.isoen
dc.subjectLiDAR
dc.subjectAutonomous vehicles
dc.subject.alternativeΑυτοοδηγούμενα οχήματα
dc.subject.alternativeΑυτόνομα οχήματα
dc.titleAnalysis of the LiDAR sensor for autonomous vehicle
dc.title.alternativeΑνάλυση του αισθητήρα LiDAR σε αυτοοδηγούμενα οχήματα
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
ThesisPavlosPolitis.pdf
Size:
4.66 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: