Μελέτη και αξιολόγηση αλγορίθμων σχεδιασμού τροχιάς κάλυψης

Νάτση, Νικολέττα; Natsi, Nikoletta

dc.contributor.author	Νάτση, Νικολέττα	el
dc.contributor.author	Natsi, Nikoletta	en
dc.date.accessioned	2025-12-04T10:06:44Z
dc.date.available	2025-12-04T10:06:44Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62992
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30688
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σχεδιασμός Τροχιάς Κάλυψη	el
dc.subject	Μη Επανδρωμένα Εναέρια Οχήματα	el
dc.subject	Μη Επανδρωμένα Αυτόνομα Θαλάσσια Οχήματα	el
dc.subject	EnergyAwareMCPP	en
dc.subject	DARP	en
dc.subject	Coverage path planning	en
dc.subject	Autonomous surface vehicles	en
dc.subject	Experimental framework	en
dc.subject	Area coverage	en
dc.subject	Πλαίσιο Αξιολόγησης	el
dc.subject	Ζώνη Απαγόρευσης κάλυψης	el
dc.title	Μελέτη και αξιολόγηση αλγορίθμων σχεδιασμού τροχιάς κάλυψης	el
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Ρομποτική και Αυτόματα Συστήματα	el
heal.language	el	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-07-01
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσει ένα ενιαίο και επεκτάσιμο πειραματικό πλαίσιο αξιολόγησης αλγορίθμων κάλυψης περιοχών με Μη Επανδρωμένα Εναέρια Οχήματα (ΜηΕΑ) και Μη Επανδρωμένα Αυτόνομα Θαλάσσια Οχήματα (ΜηΕΘΟ), συνδυάζοντας μετρικές κάλυψης, επικάλυψης, συνολικού μήκους διαδρομής και κατανάλωσης ενέργειας με στατιστική ανάλυση της διασποράς των τμημάτων σάρωσης . Σε τέσσερα χερσαία σενάρια—κυρτό και κοίλο πολύγωνο, με ή χωρίς απαγορευμένες ζώνες—ο αλγόριθμος DARP επέδειξε εξαιρετική ενεργειακή αποδοτικότητα (25–35 Wh) με μικρές ελλείψεις κάλυψης, ενώ ο EnergyAwareMCPP εξασφάλισε απόλυτη κάλυψη αλλά και επικάλυψη (100 %) σε βάρος ελαφρώς υψηλότερης κατανάλωσης (28–32 Wh) και μεγαλύτερου συνολικού μήκος μονοπατιού. Το πέμπτο σενάριο διερεύνησε μια θαλάσσια κοίλη έκταση επιφάνειας με «δύσκολη» υποπεριοχή (ρεύματα, κύματα, ανέμους) που επιβάλλει πρόσθετο συντελεστή κόστους +25%. Εκεί, οι απαιτήσεις ενέργειας εκτοξεύτηκαν στα 185–308 kWh—πολύ πάνω από τα 8 kWh που μπορεί να διαθέσει κάθε όχημα—καθιστώντας την αποστολή ανέφικτη χωρίς ριζικές προσαρμογές. Συγκεκριμένα, η μείωση της πυκνότητας σάρωσης, η αύξηση της ταχύτητας πλεύσης, η χρήση μεγαλύτερου αριθμού οχημάτων ή η ενσωμάτωση πιο ρεαλιστικών, «physics-aware» μοντέλων ενεργειακής κατανάλωσης αναδεικνύονται ως απαραίτητες παρεμβάσεις για να μετατραπεί το θαλάσσιο σενάριο σε πρακτικά εφικτή και αξιόπιστη αποστολή.	el
heal.abstract	This thesis develops a unified and extensible experimental framework for evaluating area‐ coverage algorithms with Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) and Autonomous Surface Vehicles (ASVs). It integrates coverage, overlap, total path‐length, and energy‐consumption metrics with a statistical analysis of the dispersion of scanning strips. In four terrestrial scenarios—convex and concave polygons, with or without no‐fly zones—the DARP algorithm demonstrated exceptional energy efficiency (25–35Wh) at the expense of minor coverage gaps, while EnergyAwareMCPP achieved perfect coverage and overlap (100 %) but incurred slightly higher energy use (28–32Wh) and longer total paths. A fifth, marine scenario over a concave polygon with a “difficult” subregion (strong currents, waves, wind) imposing a +25 % cost penalty drove energy demands to 185–308kWh—far exceeding the 8kWh available per vehicle—rendering the mission infeasible without radical adjustments. In particular, reducing scanning density, increasing transit speed, deploying additional vehicles, or adopting more realistic, physics-aware energy models emerge as necessary interventions to make the marine mission practical and reliable.	en
heal.advisorName	Βαρβαρίγος, Εμμανουήλ
heal.committeeMemberName	Βαρβαρίγου, Θεοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Αβραμόπουλος, Ηρακλής	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών.	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	86
heal.fullTextAvailability	false