Ρομποτικό όχημα με δυνατότητα ανίχνευσης χώρου με χρήση οπτικών αισθητήρων

Ισλαμάι, Αουλόνα

Ρομποτικό όχημα με δυνατότητα ανίχνευσης χώρου με χρήση οπτικών αισθητήρων

datacite.contributor.RelatedPerson	Μπίρμπας, Μιχάλης
datacite.contributor.RelatedPerson	Μπίρμπας, Αλέξιος
datacite.contributor.Supervisor	Καλύβας, Γρηγόριος
dc.contributor.author	Ισλαμάι, Αουλόνα
dc.contributor.other	Islamaj, Aulona
dc.date.accessioned	2025-10-13T09:44:41Z
dc.date.available	2025-10-13T09:44:41Z
dc.date.issued	2025-10-10
dc.degree	graduateThesis
dc.description.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά τις δυνατότητες εξερεύνησης του περιβάλλοντος χώρου μέσω LiDAR. Σκοπός της εργασίας είναι μια πρώτη υλοποίηση ενός κινητού σώματος που ενσωματώνει έναν αισθητήρα LiDAR, μέσω του οποίου πραγματοποιείται η καταγραφή και η εξερεύνηση του περιβάλλοντος χώρου. Επιπλέον, προσεγγίζει δειλά την αυτόνομη κίνηση και αναλύει το πρόβλημα του SLAM. Η υλοποίηση του παραπάνω εγχειρήματος επιτεύχθηκε με τη συναρμολόγηση ενός κινητού σώματος, βασισμένο στο Μοντέλο Διαφορικής Κίνησης. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην εργασία αναλύονται ορισμένες έννοιες, αλγόριθμοι και τεχνικές που άπτονται της αυτόνομης κίνησης και του LiDAR. Επίσης, γίνεται χρήση ορισμένων σύγχρονων και διαδεδομένων αλγορίθμων του ROS2, που υποστηρίζουν τον έλεγχο της κίνησης και την εξόρυξη πληροφορίας από τα νέφη σημείων (cloud points) σε συστήματα πραγματικού χρόνου. Καταγράφονται τα βήματα της υλοποίησης, παρατίθενται τα αποτελέσματα (καταγραφή του περιβάλλοντος χώρου, εντοπισμός επιτρεπτών περιοχών κίνησης και κίνηση του σώματος μέσω απομακρυσμένων εντολών). Τέλος, αναφέρονται οι βελτιστοποιήσεις και μερικές ερευνητικές προτάσεις.
dc.description.translatedabstract	The present thesis explores a LiDAR sensor’s ability of investigating its environment in real-time scenarios. Specifically, the purpose of this thesis is to assemble a rover with a LiDAR sensor as the environment sensor, thus being able to spatial record and explore the environment while also approaching the autonomous driving, by studying the SLAM problem. The undertaking was executed by building a rover based on the Differential Wheeled Model. The rover consists of a two layered robot, the 1st layer is responsible for its motion, whereas the 2nd layer is responsible for the mapping of the environment, localization of the rover and the path planning of either a known or an unknown environment. The 1st layer is made up of the ARDUINO WIFI REV 2 microcontroller, LM393 optical wheel encoders, the L298N motor driver and the batteries for supplying the needed voltage and current for the 300 RPM DC motors. The 2nd layer includes the RaspberryPI 4 model B, the RPLIDAR A1M8 and a 15W power bank. The two layers communicate by the UART serial communication protocol. The 1st layer’s implementation is configured on the arduino, arduino code, whereas the 2nd layer’s is based on ROS2 libraries and packets. Notably, the ROS2 algorithms that are being used are the ros2_control, for controlling the movement of the rover, slam_toolbox library, for solving the SLAM problem, Navigation2 packet, for autonomous navigation and an edited teleop_twist_keyboard library for manually controlling the rover. Additionally, some concepts, algorithms and methods about autonomous driving and LiDAR cloud points are analyzed to build a sufficient theoretical background. A few not only are analyzed they are also used. Furthermore, the steps of the implementation as well as the conclusions of the implementation are provided (depiction of the environment, detection of the permittable motion regions and control of movement through teleoperation commands). Finally, the improvements and some research proposals are supplied.
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10889/30577
dc.language.iso	el
dc.rights	Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Greece	en
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/
dc.subject	Ρομποτικά οχήματα
dc.subject	Μοντέλο διαφορικής κίνησης
dc.subject.alternative	Robotic vehicles
dc.subject.alternative	LiDAR
dc.subject.alternative	Thesis
dc.title	Ρομποτικό όχημα με δυνατότητα ανίχνευσης χώρου με χρήση οπτικών αισθητήρων
dc.title.alternative	Robotic vehicle with space detection capabilities by using optical sensors