Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Συνεργασία πλοίου και Μη-Επανδρωμένων ιπτάμενων συστημάτων για την αποκατάσταση θαλάσσιων υδάτων

Makatsoris Konstantinos

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η εναπόθεση στις θάλασσες υλικών και υλών (ΥΥ) που προκαλούν ρύπανση των θαλάσσιων υδάτων ολοένα και αυξάνεται. Ο χρόνος αποσύνθεσης τους δύναται να ξεπεράσει τα 500 χρόνια. Οι κίνδυνοι που ελλοχεύουν λόγω αυτής της κατάστασης επηρεάζουν ολόκληρο το οικοσύστημα. Η παρούσα διπλωματική εργασία προτείνει την δημιουργία ενός πολυπρακτορικού συστήματος για την εξερεύνηση των θαλάσσιων υδάτων με σκοπό τον εντοπισμό ρυπογόνων ΥΥ. Η βασική μαςεπιδίωξη ήταν η προσαρμογή ήδη υπαρχόντων αλγορίθμων ανίχνευσης αντικειμένων στις ανάγκες τις εργασίας μας, και ο συνδυασμός των παραπάνω αλγορίθμων ανίχνευσης στα πλαίσια ενός πολυπρακτορικού συστήματος που αποτελείται από αυτόνομους πράκτορες που έχουν σκοπό τον εντοπισμό όλων των ρυπογόνων ΥΥ που υπάρχουν σε υδάτινες περιοχές. Επίσης, προτείνουμε την εφαρμογή συγκεκριμένων βελτιστοποιήσεων στην λειτουργία του πολυπρακτορικού συστήματος,ενώ αναπτύξαμε ένα αρκετά ρεαλιστικό περιβάλλον προσομοίωσης της λειτουργίας του πολυπρακτορικού μας συστήματος.Πιο συγκεκριμένα, η μελέτη μας υποθέτει την ύπαρξη ενός πλοίου σε περιοχές που επιθυμούμε να ερευνηθεί η ύπαρξη ρυπογόνων ΥΥ. Από το πλοίο αναχωρούν αυτόνομα Μη Επανδρωμένα Εναέρια Οχήματα (ΜΕΕO) που θα κληθούν να συνεργαστούν και να εντοπίσουν τα ΥΥ, προκειμένου να ακολουθηθεί μια διαδικασία συλλογής και απομάκρυνσης των ρυπογόνων παραγόντων.Για την ανίχνευση των ΥΥ χρησιμοποιήσαμε τους αλγορίθμους βαθέων συνελικτικών νευρωνικών δικτύων Faster R-CNN και Yolo, προσαρμόζοντας τους στις ανάγκες της έρευνας μας, και συνδυάσαμε τα αποτελέσματά τους με κατάλληλο ευριστικό αλγόριθμο που δημιουργήσαμε. Ο έλεγχος καθώς και η παρακολούθηση του πολυπρακτορικού συστήματος που υλοποιήσαμε γίνεται μέσω ενός συστήματος προσομοίωσης που σχεδιάσαμε, το οποίο προσδίδει στα ΜΕΕO ελευθερίακινήσεων στους x,y,z άξονες, και προσομοιώνει την λειτουργία αισθητήρων ανίχνευσης (radar, Mονάδα Aδρανειακής Mέτρησης (Μ.Α.Μ.)) της κατάστασης των πρακτόρων, που είναι η θέση, η ταχύτητα, η κατεύθυνση τους, καθώς και την λειτουργία των καναλιών επικοινωνίας τόσο μεταξύ των πρακτόρων όσο και της επικοινωνίας των πρακτόρων με το πλοίο. Επιπρόσθετα, αναπτύξαμε έναν νέο ευριστικό αλγόριθμο καθώς και μια παραλλαγή του γνωστού αλγορίθμου Kalman Fil-ter για τον προσδιορισμό της κατάστασης των πρακτόρων με βάση τα δεδομένα που προκύπτουν από τους αισθητήρες ανίχνευσης της κατάστασης των πρακτόρων, ενώ επίσης δημιουργήσαμε την δικιά μας γλώσσα επικοινωνίας που χρησιμοποιούν οι πράκτορες για την επικοινωνία μεταξύ τους αλλά και με το πλοίο. Επιπλέον, εκμεταλλευτήκαμε τον k-means αλγόριθμο για να χωρίσουμε την περιοχή ανίχνευσης σε υποομάδες ανάλογα με τον αριθμό των πρακτόρων που συμμετέχουν, καιαναπτύξαμε έναν ευριστικό αλγόριθμο για την κάλυψη της περιοχής που ανατίθεται στους πράκτορες για ανίχνευση ΥΥ. Τέλος, αναπτύξαμε έναν αλγόριθμο για την εκτίμηση της ενεργειακής κατανάλωσης των πρακτόρων.Το εγχείρημα του εντοπισμού ρυπογόνων ΥΥ στην παρούσα εργασία προφανώς λαμβάνει χώρα εξ’ ολοκλήρου σε υδάτινο περιβάλλον. Παρ’ όλα αυτά, η συγκεκριμένη έρευνα και η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με ελάχιστες αλλαγές και σε άλλα πεδία, όπως για παράδειγμα σε αποστολές έρευνας και διάσωσης.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες