Σχεδιασμός συστήματος οπτικής αναγνώρισης οδηγικού περιβάλλοντος πραγματικού χρόνου για λήψη αποφάσεων αποφυγής σύγκρουσης σε αυτοματοποιημένο όχημα επιπέδου 4 και ενσωμάτωση του συστήματος στον προσομοιωτή CARLA

Κανέλλος, Αναστάσιος; Kanellos, Anastasios

dc.contributor.author	Κανέλλος, Αναστάσιος	el
dc.contributor.author	Kanellos, Anastasios	en
dc.date.accessioned	2024-04-22T11:06:32Z
dc.date.available	2024-04-22T11:06:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59249
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26945
dc.rights	Default License
dc.subject	Αυτοματοποιημένη Οδήγηση	el
dc.subject	Σύστημα Οπτικής Αναγνώρισης	el
dc.subject	CARLA Προσομοίωση	el
dc.subject	Εντοπισμός Aντικειμένων	el
dc.subject	Κατάτμιση Λωρίδας	el
dc.subject	Κατάτμιση Διαθέσιμων Οδηγικών Περιοχών	el
dc.subject	CARLA ROS Γέφυρα	el
dc.subject	RGB Κάμερα	el
dc.subject	Depth Κάμερα	el
dc.subject	Αποφυγή Σύγκρουσης	el
dc.subject	ROS	en
dc.subject	Object Detection	en
dc.subject	Autonomous Driving	en
dc.subject	Visual Perception System	en
dc.subject	CARLA Simulation	en
dc.subject	Lane Segmentation	en
dc.subject	YOLO	en
dc.subject	CARLA ROS bridge	en
dc.subject	RGB Camera	en
dc.subject	Depth Camera	en
dc.subject	Collision Avoidance	en
dc.title	Σχεδιασμός συστήματος οπτικής αναγνώρισης οδηγικού περιβάλλοντος πραγματικού χρόνου για λήψη αποφάσεων αποφυγής σύγκρουσης σε αυτοματοποιημένο όχημα επιπέδου 4 και ενσωμάτωση του συστήματος στον προσομοιωτή CARLA	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική Μάθηση	el
heal.classification	Αυτόνομη Οδήγηση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-11-03
heal.abstract	Η αυτοκινητοβιομηχανία στοχεύει προς την πλήρη αυτοματοποιημένη οδήγηση, όπου οι σημερινοί οδηγοί θα είναι απλά επιβάτες, με τον υπολογιστή να αναλαμβάνει όλα όσα χρειάζονται για να κινείται το αυτοκίνητο χωρίς την ανάγκη του ατομικού χειρισμού. Η διαδικασία μετάβασης έχει τυποποιηθεί σε μια σειρά από 5 στάδια (ξεκινώντας από το 0) όπου αφαιρούν σταδιακά τις δυνατότητες ανθρώπινου χειρισμού έναντι της αυτοματοποίησης. Για να ληφθεί η οδηγική απόφαση σε ένα αυτοματοποιημένο σύστημα, συντελείται μία σειρά εκτέλεσης ενεργειών τριών συνεργαζόμενων βαθμίδων: της βαθμίδας Αντίληψης Οδηγικού Περιβάλλοντος, της βαθμίδας Σχεδιασμού Πορείας και της βαθμίδας Ελέγχου Κίνησης. Η παρούσα διπλωματική εμβαθύνει στη μελέτη της πρώτης βαθμίδας για ένα αυτοματοποιημένο όχημα επιπέδου 4 και προχωρά στην ανάπτυξη ενός συστήματος οπτικής αναγνώρισης οδηγικού περιβάλλοντος για την αποφυγή σύγκρουσης. Για να εξεταστεί η απόδοση του συστήματος οδηγικής αντίληψης αξιοποιείται ο προσομοιωτής CARLA και γίνεται η ενσωμάτωση του ROS API μέσω της CARLA ROS γέφυρας. Η ύπαρξη του ROS API σαν διαμεσολαβήτη δημιουργεί ένα διαλειτουργικό τρόπο επικοινωνίας του CARLA προσομοιωτή με εξωτερικά λογισμικά πακέτα που μπορούν να στηριχτούν σε ROS και διευκολύνει τις ενέργειες ελέγχου πάνω στο εξεταζόμενο αυτόνομο όχημα. Στη συνέχεια, καθορίζεται το παραμετροποιημένο περιβάλλον στο οποίο θα εξεταστεί η επίδοση του αυτόνομου συστήματος και ορίζονται οι αισθητήρες που θα χρησιμοποιηθούν για το σύστημα οπτικής αναγνώρισης, με βάση τις πληροφορίες που θέλουμε να υπολογίζει. Πιο συγκεκριμένα, επιλέγονται η RGB κάμερα και η Depth κάμερα, με τη δεύτερη να επιλέγεται για τον υπολογισμό των αποστάσεων των περιβάλλοντων αντικείμενων από το αυτόνομο όχημα. Για την υλοποίηση του συστήματος οπτικής αντίληψης μελετήθηκε το YOLO (You Only Look Once) μοντέλο, το οποίο αποτελεί ενά αλγόριθμο βαθιάς μάθησης για εντοπισμό αντικειμένων σε συνθήκες πραγματικού χρόνου. Αρχικά, εξετάστηκε o εντοπισμός αντικειμένων με το προεκπαιδευμένο YOLOv5 μοντέλο. Στη συνέχεια, το ίδιο μοντέλο εκπαιδεύτηκε σε ένα CARLA σύνολο δεδομένων και μελετήθηκε η επίδοση του. Ακολούθως, εξετάστηκε το μοντέλο YOLOP (Panoptical), το οποίο έχει τις επιπλέον δυνατότητες κατάτμισης της διαθέσιμης οδηγικής περιοχής και των λωρίδων κυκλοφορίας. Βασιζόμενοι στο YOLOP μοντέλο, σχεδιάστηκε ένα πλήρες σύστημα οπτικής αναγνώρισης του περιβάλλοντος οδήγησης. ́Ετσι, πραγματοποιήθηκαν δύο πειραματικά σενάρια ελέγχου αποφυγής σύγκρουσης στον προσομοιωτή CARLA με σκοπό τη σύγκριση και την εξέταση των μοντέλων στο κομμάτι των τρίων εργασιών κατάτμισης και εντοπισμού που μας ενδιαφέρουν και εξήχθησαν συμπεράσματα για τις μελλοντικές βελτιώσεις τους.	el
heal.advisorName	Τσανάκας, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Αμδίτης, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	91 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false