Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Έξυπνα ασύρματα δίκτυα και ρομπότ για χαμηλού κόστους αισθητήρες και προσδιορισμό θέσης

Giannelos Evangelos

Πλήρης Εγγραφή


URI: http://purl.tuc.gr/dl/dias/CCD64A4D-274A-486A-8B36-14DFC7E77865
Έτος 2023
Τύπος Διδακτορική Διατριβή
Άδεια Χρήσης
Λεπτομέρειες
Βιβλιογραφική Αναφορά Ευάγγελος Γιαννέλος, "Έξυπνα ασύρματα δίκτυα και ρομπότ για χαμηλού κόστους αισθητήρες και προσδιορισμό θέσης", Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2023 https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.97957
Εμφανίζεται στις Συλλογές

Περίληψη

Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη διερεύνηση της τεχνολογίας αναγνώρισης μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID) σε συνδυασμό με τη ρομποτική, προβάλλοντας τις μετασχηματιστικές της δυνατότητες και τις εγγενείς της προκλήσεις. Στο επίκεντρο της έρευνάς μας βρίσκεται η αναλυτική μελέτη του μονοστατικού εντοπισμού με τη χρήση νέων τεχνικών που δεν αποτελούν αναγκαστικά μίμηση ενός ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (SAR), σε έντονη αντίθεση με τις προϋπάρχουσες τεχνικές- αντ’ αυτού, η προσέγγιση που υιοθετήθηκε αξιοποιεί αραιές και χαμηλού εύρους ζώνης μετρήσεις φάσης με φίλτρα σωματιδίων κατάλληλα ζυγισμένα, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται ανθεκτικότητα στην ανακλαστικότητα εσωτερικών χώρων. Ως αποτέλεσμα, επιτυγχάνεται κορυφαία επίδοση στον τριδιάστατο εντοπισμό θέσης χρησιμοποιώντας εμπορικές ετικέτες RFID Gen2 με μέσο απόλυτο σφάλμα 24 εκ.Βασιζόμενη σε αυτή τη θεμελιώδη εργασία, η έρευνα εμβαθύνει στις ιδιαιτερότητες του φαινομένου πολλαπλών διαδρομών διάδοσης λόγω ανακλάσεων, και συγκεκριμένα στις παραμορφώσεις που προκαλούνται από αυτές τις ανακλάσεις. Αξίζει να σημειωθεί ότι η διερεύνηση σε αυτό το πεδίο οδήγησε σε μια τεχνική που εκτιμά από κοινού τη θέση της ετικέτας, καθώς και του ανακλαστήρα της, με 5 εκ. ακρίβεια στον εντοπισμού του ανακλαστήρα- αυτή η (ίσως) πρωτοποριακή προσπάθεια ακολουθεί τους περιορισμούς χαμηλού εύρους ζώνης των υφιστάμενων, εμπορικών συστημάτων RFID.Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε μελέτη του διστατικού/πολυστατικού εντοπισμού θέσης, προσφέροντας μια «ελλειπτική» εκτίμηση της κατεύθυνσης άφιξης (DoA), τεχνικές 2D/3D εντοπισμού βασιζόμενες σε ιδιαίτερες γεωμετρικές ιδιότητες και τις ιδιαιτερότητες της εφαρμογής τους σε συστήματα RFID. Οι τεχνικές αυτές προσφέρουν εκτιμήσεις με μέσο απόλυτο σφάλμα μόλις 5° και 9 εκ. για DoA και 2D εντοπισμό, αντίστοιχα.Μεταβαίνοντας στη συνέχεια στον τομέα των ασύρματων δικτύων αισθητήρων (WSN), η διατριβή μελετά τη συμβιωτική σχέση μεταξύ των RFID και των WSN, δίνοντας έμφαση σε βασικά ζητήματα σχετικά με τις αρχιτεκτονικές ανάγνωσης και τις επιπτώσεις τους σε πραγματικές εφαρμογές. Τα πειράματα περιλαμβάνουν τόσο μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV), όσο και επίγεια συστήματα ανάγνωσης με πεζούς, χρησιμοποιώντας διστατικές και μονοστατικές αρχιτεκτονικές.Πρωταρχικό χαρακτηριστικό αυτής της έρευνας είναι η άρτια ενσωμάτωση των θεωρητικών μελετών σε απτές εφαρμογές, καταλήγοντας σε πραγματικά συστήματα έτοιμα για διάφορες εφαρμογές. Αυτό αποδεικνύεται από την ανάπτυξη ενός κινητού συστήματος ανάγνωσης και εντοπισμού ετικετών, ενοποιημένο με το ρομποτικό λειτουργικό σύστημα (ROS), το οποίο είναι ικανό να εντοπίζει ετικέτες RFID σε πολύπλοκα περιβάλλοντα όπως αποθήκες, βιβλιοθήκες και γραφεία. Περαιτέρω, η συνέργεια της ανάγνωσης μέσω UAV σε συνδυασμό με την τεχνολογία οπισθοσκέδασης αναδεικνύεται ως παράδειγμα καινοτομίας, σηματοδοτώντας νέους ορίζοντες στη γεωργία ακριβείας.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά