Συγκριτική αξιολόγηση σαρωτών SLAM

Τοπάλη, Χριστίνα; Topali, Christina

dc.contributor.author	Τοπάλη, Χριστίνα	el
dc.contributor.author	Topali, Christina	en
dc.date.accessioned	2023-05-24T07:22:49Z
dc.date.available	2023-05-24T07:22:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57757
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25454
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σαρωτές	el
dc.subject	Φωτογραμμετρία	el
dc.subject	Λέιζερ	el
dc.subject	Γεωδαισία	el
dc.subject	Νέφη σημείων	el
dc.subject	SLAM	en
dc.subject	Laser Scanners	en
dc.subject	Photogrammetry	en
dc.subject	Simultaneous Localization and Mapping	en
dc.subject	Point Clouds	en
dc.title	Συγκριτική αξιολόγηση σαρωτών SLAM	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Φωτογραμμετρία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-03-10
heal.abstract	Ο περιβάλλων χώρος αποτελεί μια ραγδαία εναλλασσόμενη και μεταλλασσόμενη μεταβλητή, απασχολώντας ένα ευρύ φάσμα ειδικοτήτων, από τον τομέα της κατασκευής έως τον περιβαλλοντικό. Τα προνόμια της συνεχούς και ακριβούς χαρτογράφησης του χώρου, αλλά και της τρισδιάστατης ανακατασκευής του, έχουν υπάρξει σημαντικά, ενθαρρύνοντας την τεχνολογική εξέλιξη και χαράσσοντας τον δρόμο για την ανάπτυξη νέων μεθόδων και τεχνικών για τον σκοπό αυτό. Παρά την εξέλιξη της τεχνολογίας, όμως, η συλλογή των δεδομένων καθώς και τα απαιτούμενα βήματα επεξεργασίας, ώστε να χαρακτηριστεί μια περιοχή αποτυπωμένη, εξακολουθούν να αποτελούν στάδια μίας περίπλοκης και χρονοβόρας διαδικασίας, η αυτοματοποίηση της οποίας έχει απασχολήσει την επιστημονική κοινότητα επανειλημμένα. Οι δυσκολίες της τρισδιάστατης αποτύπωσης μιας περιοχής δεν περιορίζονται μόνο στον τομέα του χρόνου, αλλά επεκτείνονται και στο κομμάτι της επιστημονικής γνώσης και κατάρτισης που απαιτούνταν μέχρι πρόσφατα για να γίνει χρήση του αντίστοιχου εξοπλισμού, στην προσβασιμότητα και έκταση της υπό μελέτη περιοχής, στα καιρικά φαινόμενα, στη γεωαναφορά των δεδομένων και σε μία συνεχώς αυξανόμενη λίστα παραμέτρων. Σε μία προσπάθεια αντιμετώπισης ενός μέρους των προαναφερθέντων προβληματισμών, αναπτύχθηκε μία καινούργια γενιά σαρωτών πεδίου, που εκμεταλλεύεται την τεχνολογία SLAM. Η τεχνολογία SLAM, το ακρωνύμιο της οποίας αντιπροσωπεύει την ταυτόχρονη χαρτογράφηση και εντοπισμό της θέσης της συσκευής συλλογής δεδομένων στο χώρο, αναπτύχθηκε αρχικά στο πλαίσιο της επιστήμης της ρομποτικής και στη συνέχεια αξιοποιήθηκε για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας της αποτύπωσης του χώρου και του εντοπισμού του ρομπότ-σαρωτή μέσα σε αυτόν. Ανταποκρινόταν, επιτυχώς, στο πρόβλημα της προσβασιμότητας καθώς οι σαρωτές που επωφελούνταν από την τεχνολογία αυτή, ήταν και είναι φορητοί και η χρήση τους είναι απλή σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς σταθερούς σαρωτές. Επιπλέον, έκανε την επακόλουθη επεξεργασία των δεδομένων αισθητά συντομότερη, δεδομένου ότι πολλές διαδικασίες που γίνονταν χειροκίνητα, όπως η συρραφή των δεδομένων από διαφορετικά τμήματα της ίδιας περιοχής, πραγματοποιείτο πλέον αυτόματα και στο πεδίο. Η εξέλιξη των μεθόδων της τρισδιάστατης ανακατασκευής αντικειμένων που κάνουν χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας, έχει περάσει από πολλά στάδια τα τελευταία χρόνια, με εναλλαγές και συνδυασμό διαφορετικών αισθητήρων, αλγορίθμων και συσκευών με σκοπό τη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων. Παρατηρώντας τη ραγδαία ανταπόκριση της επιστημονικής, και όχι μόνο, κοινότητας στην πρόκληση αυτή, γίνεται μελέτη των πιο πρόσφατων καινοτομιών στον τομέα των σαρωτών SLAM αλλά και αξιολόγησή τους. Λαμβάνοντας υπόψιν όλα τα παραπάνω, σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η γενικότερη περιγραφή της διαδικασίας της τρισδιάστατης αποτύπωσης του χώρου κάνοντας χρήση της τεχνολογίας SLAM, η ποιοτική σύγκριση δύο εκ των πιο πρόσφατων σαρωτών SLAM στην αγορά, η καταγραφή τόσο των πλεονεκτημάτων όσο και των μειονεκτημάτων που παρουσιάζουν σε σχέση με τους παραδοσιακούς σαρωτές και η συνολική αξιολόγησή τους μετά από τη χρήση των σαρωτών σε κοινό περιβάλλον και την επεξεργασία των προϊόντων τους σε αντίστοιχα λογισμικά.	el
heal.abstract	Space is a rapidly changing and mutating variable, troubling a wide range of specialties, from the construction to the environmental sector. The advantages of continuous and accurate mapping of space, but also of its three-dimensional reconstruction, have been crucial, encouraging technological evolution and paving the way for the development of new methods and techniques for this purpose. Despite the evolution of technological endeavors, however, the collection of data as well as the required processing steps, for an area to be characterized as mapped, are still stages of a complex and time-consuming process, the automation of which has concerned the scientific community repeatedly. The difficulties of the three-dimensional mapping of an area are not only limited to the domain of time, but also extend to the scientific knowledge and training that was required until recently to use the corresponding machines, to the accessibility and extent of the area under study, to the weather phenomena, to georeferencing the data and an ever-growing list of parameters. In an attempt to address part of the aforementioned concerns, a new generation of field scanners was developed, which made use of the SLAM technology. SLAM technology, whose acronym stands for Simultaneous Localization and Mapping, was originally developed in the context of robotics science and then exploited to automate the process of mapping the space and locating the robot – scanner in it. It successfully addressed the problem of accessibility, as the scanners benefiting from this technology were and are portable, and their use is simple compared to traditional scanners. In addition, it made the data processing routine in the office significantly shorter, as many processes which were performed manually, such as stitching data from different parts of the same area, were now performed both automatically and on the spot. The methods of 3D reconstruction of objects using this technology have undergone numerous phases of evolution, making changes and combining various sensors, algorithms, and devices throughout time, in order to optimize the results. Observing the rapid response of the scientific community, amongst others, to this challenge, it is believed to be of utmost importance to study the latest innovations in the field of SLAM scanners and evaluate them at an academic level. Taking into account all the above, the purpose of this dissertation is the general description of the process of 3D mapping using SLAM technology, the qualitative comparison of two of the latest SLAM scanners on the market, the exploration of both their advantages and disadvantages in comparison to traditional scanners and their overall evaluation after using the scanners in a common environment and processing their products in corresponding software.	en
heal.advisorName	Γεωργόπουλος, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Ιωαννίδης, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Πατεράκη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Δουλάμης, Αναστάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας. Εργαστήριο Φωτογραμμετρίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false