Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
ΧΑΤΖΗΕΥΘΥΜΙΑΔΗΣ ΕΥΣΤΑΘΙΟΣ
ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ
ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ
Περίληψη:
Μια μεγάλη και απότομη εξέλιξη παρατηρείται σήμερα στον τομέα της ρομποτικής και του διαδικτύου των πραγμάτων. Οι κόμβοι που αποτελούν την κύρια υποδομή του διαδικτύου των πραγμάτων έχουν εμπλουτιστεί με σημαντικές και πολυποίκιλες δυνατότητες. Η πιο σημαντική από αυτες τις δυνατότηες είναι η κινητικότητα, η οποία έχει προσφερθεί λόγω της επίσης σημαντικής εξέλιξης του τομέα που αφορά τα μη επανδρωμένα οχήματα. Ένα μη επανδρωμένο όχημα μπορεί να εξυπηρετήσει έναν ερευνητή ως κινητός αισθητήρας (θερμοκρασίας, πίεσης νερού) και να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε δυνατή τοποθεσία. Κάποια ακόμα χαρακτηριστικά που κάνουν δελεαστική την επιλογή μη επανδρωμένων οχημάτων ως κόμβους του διαδικτύου των πραγμάτων είναι η ικανότητα της λήψης αποφάσεων χωρίς την ανθρώπινη παρέμβαση, η αντοχή, η επαναπρογραμματισιμότητα καθώς και η δυνατότητα της ζωντανής ροής πολυμέσων. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά τα μη επανδρωμένα οχήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης σε περιπτώσεις εποπτείας χώρων και συνόρων, παρακολούθηση καμερών ασφαλείας καθώς και για υποστήριξη σε περιπτώσεις διαχείρισης κρίσεων. Για παράδειγμα ένα μη επανδρωμένο όχημα ξηράς όπου φέρει μία υψηλής ευκρίνειας κάμερα, σε συνδυασμό με έναν αλγόριθμο αναγνώρισης αντικειμένων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επόπτεια συνόρων.
Σε αυτήν την διπλωματική εργασία προτείνεται ένα πλαίσιο, στο οποίο υλοποιείται μια διαδικασία λήψης αποφάσεων με βάση την ποιότητα του δικτύου. Το πλαίσιο αυτό προσαρμόζει την ροή της πληροφορίας μεταξύ του επανδρωμένου οχήματος και του σταθμού ελέγχου, βασισμένο σε μετρικές ποιότητας του δικτύου (όπως το ρυθμό απώλειας πακέτων) και στις αρχές της Θεωρίας Βέλτιστης Παύσης, με σκοπό να εξασφαλίσει το βέλτιστο ποσοστό παραλαβής πληροφοριών υψίστης σημασίας από το μη επανδρωμένο όχημα προς το σταθμό ελέγχου και το αντίστροφο. Όταν το δίκτυο συμπεριφέρεται άριστα δεν υπάρχει περιορισμός στην ροή πληροφοριών, αλλα έαν το δίκτυο είναι είτε υπερφορτωμένο, είτε κορεσμένο, τότε εφαρμόζονται περιοριστικοί κανόνες. Το προτεινόμενο μοντέλο, εισάγει δύο μηχανισμούς βέλτιστης παύσης βασισμένος στην Θεωρίας Βέλτιστης Παύσης, στη Θεωρία Ανίχνευσης Αλλαγής Κατεύθυνσης καθώς και σε μία διαδικασία εκπτωτικής ανταμοιβής.
Για την υποστήριξη του υλοποιημένου πλαισίου, έγινε μία σειρά πειραμάτων με πολύ υποσχόμενα αποτελέσματα. Σαν κινητός κόμβος χρησιμοποιήθηκε ένα ρομπότ TurtleBot, μαζί με ένα XBOX Kinect που έφερε μία έγχρωμη κάμερα και έναν αισθητήρα βάθους καθώς και με ένα Raspberry Pi, το οποίο εκτελούσε το Robotic Operating System (ROS) και το σύστημα Apache Kafka, με σκοπό να γεφυρώσει το χάσμα επικοινωνίας μεταξύ TurtleBot και σταθμού ελέγχου.
Λέξεις-κλειδιά:
Ρομποτική, Αξιοπιστία Δικτύου, Λήψη Αποφάσεων, Δικτύωση των Πραγμάτων, Θεωρία Βέλτστης Παύσης, Μη Επανδρωμένα Οχήματα
