Κατασκευή ρομποτικού οχήματος με δυνατότητα αναγνώρισης και αποφυγής εμποδίων

Κόλλιας, Ευθύμιος

Construction of a robotic vehicle with obstacle recognition and avoidance capability

Διπλωματική εργασία

Author

Κόλλιας, Ευθύμιος

Date

2024-10-03

Advisor

Asvestas, Pantelis

Διπλωματική εργασία (3.044Mb)

Keywords

HC-SR04 ; Bluetooth ; Arduino IDE ; Arduino Uno ; Αυτόνομο κινούμενο ρομπότ ; Αναγνώριση εμποδίων ; Αποφυγή εμποδίων

Abstract

Η ραγδαία ανάπτυξη της ρομποτικής και η ενσωμάτωσή της στον ιατρικό χώρο σηματοδοτεί μια νέα εποχή, όπου τεχνολογία και επιστήμη συνυφαίνονται για να υλοποιήσουν ιδέες που κάποτε ανήκαν στη σφαίρα της φαντασίας, προσφέροντας απεριόριστες δυνατότητες στους ασθενείς. Σε αυτό το πλαίσιο, η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στη δημιουργία ενός ρομποτικού οχήματος που μιμείται (ως ένα βαθμό) την ικανότητα ενός αυτόνομου κινούμενου ρομπότ (Autonomous Mobile Robot – AMR) για ομαλή και αποτελεσματική αποφυγή εμποδίων σε περιορισμένους ιατρικούς χώρους. Τα κύρια εξαρτήματα που αξιοποιήθηκαν για την κατασκευή του οχήματος περιλαμβάνουν το Arduino Uno, τον αισθητήρα υπερήχων HC-SR04, καθώς και αισθητήρες υπέρυθρων για την ακριβέστερη αποφυγή εμποδίων. Επιπλέον, ο αρχικός έλεγχος του ρομποτικού οχήματος πραγματοποιείται μέσω ασύρματης επικοινωνίας (Bluetooth), ενώ για τον προγραμματισμό του μικροελεγχτή χρησιμοποιήθηκε το προγραμματιστικό περιβάλλον Arduino IDE. Έπειτα από το σχεδιασμό, την υλοποίηση και τις τροποποιήσεις που έγιναν, τα αποτελέσματα της κατασκευής είναι ικανοποιητικά, με την λειτουργία του οχήματος να έχει ελεγχθεί τόσο προς την σταθερότητα όσο και την αυτονομία του.

Abstract

The rapid development of robotics and its integration into the medical field marks a new era, where technology and science intertwine to implement ideas that once belonged to the realm of fantasy, offering unlimited possibilities for patients. In such context, this thesis aims to create a robotic vehicle that mimics (to some extent) an Autonomous Mobile Robot’s - AMRs ability to smoothly and efficiently avoid obstacles in confined medical spaces. The main components utilized to build the vehicle include the Arduino Uno, the HC-SR04 ultrasonic sensor, and infrared sensors for more accurate obstacle avoidance. In addition, the robotic vehicle’s starting control is conducted via wireless communication (Bluetooth), while the Arduino IDE programming environment was utilized to program the microcontroller. Following the design, implementation and modifications made, the results of the construction are satisfactory, with the operation of the vehicle having been tested both towards stability and autonomy.