Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles

datacite.contributor.RelatedPersonΜαρκάκης, Μιχαήλ
datacite.contributor.RelatedPersonΚαζάκος, Δημοσθένης
datacite.contributor.SupervisorΜπεχλιούλης, Χαράλαμπος
dc.contributor.authorΚατσανικάκης, Ανδρέας
dc.contributor.otherKatsanikakis, Andreas
dc.date.accessioned2022-11-24T10:15:52Z
dc.date.available2022-11-24T10:15:52Z
dc.date.issued2022-11-22
dc.degreegraduateThesis
dc.description.abstractAutonomous navigation systems play a significant role in every aspect of the technological development humanity has known recently. A robot or a vehicle has the ability to determine its location and plan a path to some destination without human interference. This statement, by its own, indicates that autonomous technology can derive great scientific results since these systems can be incorporated in projects that a human could not achieve alone up until now. Automobiles, space, health, sports, food and many more industries invest more and more funds daily to develop autonomous systems for their own use. Especially in automobiles, autonomous vehicles can change the entirely operation of the whole road traffic network. The statement of a world that can travel autonomously is now a project that can become reality. The following thesis focuses on simulating a driving car scenario where a vehicle navigates autonomously inside a road scene. Obstacles appear throughout its course, and it is anticipated to avoid them while at the same time not diverging from the road boundaries. Trajectory tracking and collision avoidance techniques are developed and a main algorithm that completes those tasks is proposed. The correct functionality of the algorithm is firstly tested in Simulink/MATLAB software and then the simulation takes place in the robotic-based CoppeliaSim Edu software. The simulation is based mostly on kinematic theory. The scenario, the road scene, the model that has been adopted for the vehicle, and the obstacles that are used in the simulator try to approach a real case perspective. Results are presented in graphs and further discussion is made.
dc.description.translatedabstractΤα αυτόνομα συστήματα πλοήγησης κατέχουν κυρίαρχο ρόλο σε κάθε πτυχή της τεχνολογικής εξέλιξης που γνωρίζει η ανθρωπότητα τα τελευταία χρόνια. Ένα αυτόνομο ρομπότ ή ένα όχημα έχει την ικανότητα να καθορίζει την θέση του και να σχεδιάζει τη διαδρομή που θα ακολουθήσει για ένα συγκεκριμένο προορισμό χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Η έννοια αυτή, από μόνη της, υποδεικνύει ότι η τεχνολογία των αυτόνομων συστημάτων μπορεί να επιφέρει τρομερά οφέλη στην επιστημονική κοινότητα, καθώς τα συστήματα αυτά μπορούν να ενσωματωθούν σε επιστημονικές έρευνες τις οποίες ο άνθρωπος δε μπορούσε να διενεργήσει από μόνος του μέχρι σήμερα. Βιομηχανίες όπως, αυτοκινήτων, τροφίμων, της υγείας, του αθλητισμού, αεροδιαστημικοί οργανισμοί κ.α. , επενδύουν καθημερινά τεράστια ποσά για την ανάπτυξη αυτόνομων συστημάτων για δική τους χρήση. Ειδικότερα στην αυτοκινητοβιομηχανία, τα αυτόνομα οχήματα έχουν την δυνατότητα να αλλάξουν την λειτουργία ολόκληρου του οδικού συστήματος παγκοσμίως. Η ιδέα ότι ένα κόσμος θα μπορεί να ταξιδεύει εντελώς αυτόνομα πλέον είναι ένα εγχείρημα το οποίο πλησιάζει την πραγματικότητα.Κύριος στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να προσομοιάσει ένα σενάριο οδήγησης, όπου ένα όχημα πλοηγείται αυτόνομα σε έναν περιβάλλον αστικού δρόμου. Εμπόδια παρουσιάζονται κατά τη διάρκεια της κίνησης του και απαιτείται από το όχημα να τα αποφεύγει, ενώ παράλληλα να μη ξεφεύγει από τα όρια του δρόμου. Οι τεχνικές παρακολούθησης τροχιάς και αποφυγής σύγκρουσης συνδυάζονται και προτείνεται ένας βασικός αλγόριθμος που ικανοποιεί τα παραπάνω. Η σωστή λειτουργία του αλγορίθμου εξετάζεται, πρώτα, στο μαθηματικό λογισμικό Simulink/MATLAB και έπειτα η προσομοίωση λαμβάνει χώρα στο ρομποτικό λογισμικό προσομοίωσης CoppeliaSim edu. Το σενάριο, ο δρόμος, το μοντέλο που επιλέγεται για το όχημα και τα εμπόδια που χρησιμοποιούνται στον προσομοιωτή προσπαθούν να προσεγγίσουν την πραγματικότητα. Έπειτα,τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γραφήματα, όπου εκτενής συζήτηση γίνεται πάνω σε αυτά.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/24093
dc.language.isoen
dc.rightsCC0 1.0 Universal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/*
dc.subjectAutonomous vehicles
dc.subjectAutonomous driving
dc.subjectAutonomous navigation
dc.subjectTrajectory tracking
dc.subjectCollision avoidance
dc.subjectObstacle avoidance
dc.subjectCoppeliaSim
dc.subject.alternativeΑυτόνομη πλοήγηση
dc.subject.alternativeΑυτόνομα οχήματα
dc.subject.alternativeΠαρακολούθηση τροχιάς
dc.subject.alternativeΑποφυγή σύγκρουσης
dc.subject.alternativeΑποφυγή εμποδίων
dc.subject.alternativeΑυτόνομη οδήγηση
dc.titleAutonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
dc.title.alternativeΑυτόνομη οδήγηση και αποφυγή εμποδίων για ρομποτικά οχήματα
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
andreas_pdf_thesis_final.pdf
Size:
2.94 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
4.53 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: