Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Συντονισμός με εικονικές δημοπρασίες για ανάθεση εργασιών σε ομάδες από Drones

Vastardis Georgios

Πλήρης Εγγραφή


URI: http://purl.tuc.gr/dl/dias/6556A918-CB41-4A3C-AB7B-DEC9D3D62A4B
Έτος 2019
Τύπος Διπλωματική Εργασία
Άδεια Χρήσης
Λεπτομέρειες
Εμφανίζεται στις Συλλογές

Περίληψη

Στις μέρες μας, συμβαίνουν φυσικές καταστροφές σε καθημερινή βάση και συνήθως απαιτείται άμεση ανθρώπινη επέμβαση ομάδων διάσωσης, ώστε να μειωθούν οι ανθρώπινες απώλειες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι συνθήκες στο χώρο του συμβάντος ενδέχεται να είναι απαγορευτικές για την παρέμβαση των διασωστών και η αποστολή διάσωσης μπορεί να καθυστερήσει, ενδεχομένως με σοβαρές συνέπειες. Τέτοια σενάρια είναι ιδανικά για χρήση αυτόνομων κινητών ρομποτικών συστημάτων, τα οποία μπορούν να παρέχουν βοήθεια στους διασώστες με αυτόνομη αναζήτηση απειλούμενων ατόμων και γενικότερα με την παροχή πληροφοριών σχετικά με την τρέχουσα κατάσταση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζουμε τη χρήση μιας ομάδας από drones ως εργαλείο υποστήριξης σε αποστολές αναζήτησης και διάσωσης. Με τη χρήση drones έχουμε μείωση του χρόνου έρευνας σε αυτές τις αποστολές, καθώς μπορούν να παρέχουν χρήσιμες πληροφορίες από διάφορες τοποθεσίες μέσω των αισθητήρων τους. Ιδιαίτερα, επικεντρωνόμαστε στη βελτιστοποίηση του προβλήματος ανάθεσης καθηκόντων μεταξύ των μελών της ομάδας, χρησιμοποιώντας μια κατανεμημένη μέθοδο ακολουθιακής δημοπρασίας. Η (εικονική) δημοπρασία έχει χαμηλές απαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος και επικοινωνίας, είναι πλήρως κατανεμημένη και εξαλείφει την ανάγκη ενός κεντρικού δημοπράτη. Κατά την έναρξη της διαδικασίας, ένας αριθμός καθηκόντων (τοποθεσίες στόχων), που πρέπει να επισκεφθούν τα drones για την απόκτηση πληροφοριών, διαβιβάζεται σε όλα τα μέλη της ομάδας. Στη συνέχεια, τα drones εντοπίζουν τη θέση τους στο περιβάλλον και ξεκινούν τον μηχανισμό δημοπράτησης για το διαμοιρασμό των στόχων, έναν σε κάθε γύρο δημοπρασίας. Στο πλαίσιο της δημοπρασίας, υλοποιήσαμε και δοκιμάσαμε διαφορετικά αντικειμενικά κριτήρια για τον υπολογισμό των προσφορών, τα οποία εξυπηρετούν ποικίλους στόχους σε διαφορετικές αποστολές, όπου η παρούσα εργασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Στο τέλος της δημοπρασίας, τα drones έχουν κατανείμει όλα τα καθήκοντα μεταξύ τους και προχωρούν στην επίσκεψη κάθε ενός από τα ανατεθέντα καθήκοντα με την σειρά που έχει ήδη οριστεί. Μια απλή μέθοδος πλοήγησης με αποφυγή συγκρούσεων διασφαλίζει ότι τα drones δεν θα συγκρουστούν κατά τη διάρκεια της διαδρομής που θα ακολουθήσουν. Η εργασία στο σύνολό της έχει υλοποιηθεί στο πλαίσιο του Robot Operating System (ROS) και διατίθεται ως πακέτο ανοιχτού κώδικα. Όλα τα πειράματα διεξήχθησαν στον προσομοιωτή ρομπότ Gazebo, μέσα σε ένα περιβάλλον χωρίς εμπόδια, για να επιδειχθούν τα αποτελέσματα της προτεινόμενης προσέγγισης τόσο σε μικρότερα όσο και σε μεγαλύτερα προβλήματα (20 drones, 50 tasks). Το κύριο πλεονέκτημα της προτεινόμενης μεθόδου είναι η ικανότητα να εκτελείται με πλήρως κατανεμημένο τρόπο σε μια ομάδα διασυνδεδεμένων drones ή γενικότερα άλλων κινητών ρομπότ και να παρέχει μια αποδοτική προσέγγιση για ανάθεση καθηκόντων, ένα βασικό πρόβλημα στις αποστολές έρευνας και διάσωσης.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά