Σχεδιασμός και υλοποίηση έξυπνου οχήματος-ακόλουθου με δυνατότητα αποφυγής εμποδίων.

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μετατράπηκε ένα ηλεκτροκίνητο αυτοκίνητο για παιδιά σε ένα έξυπνο όχημα με δυνατότητα χειρισμού μέσω διαδικτύου και συνοδείας ατόμου αποφεύγοντας εμπόδια. Η τροποποίηση έγινε με την πλήρη αντικατάσταση του εργοστασιακού κυκλώματος (εκτός από τη μπαταρία του και τους δύο κινητήρες που είναι υπεύθυνοι για την κίνηση του οχήματος) με ένα άλλο, σχεδιασμένο για την κάλυψη των αναγκών της εργασίας. Η καρδιά αυτού του κυκλώματος είναι ένας μικρός υπολογιστής μονής πλακέτας Raspberry Pi στον οποίον είναι συνδεδεμένη μια κάμερα υπολογιστή, καθώς και δύο μικροελεγκτές Arduino Uno. Το υπόλοιπο κύκλωμα αποτελείται από κουμπιά-μπουτόν, οθόνη υγρών κρυστάλλων, αισθητήρες υπέρηχων μέτρησης απόστασης, αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας, σερβοκινητήρες και κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Επιπρόσθετα τοποθετήθηκε μια ακόμα μπαταρία με τα επιμέρους απαραίτητα εξαρτήματα, όπως ασφάλεια, διακόπτες και κυκλώματα μεταβολής τάσης, για την τροφοδοσία του παραπάνω κυκλώματος. Τέλος κατασκευάστηκε με χρήση ενός Arduino Uno ένας πομπός υπέρυθρης ακτινοβολίας εξοπλισμένος με πομπό Bluetooth. Ο τομέας του λογισμικού αποτελείται από δύο βασικά μέρη. Το πρώτο περιλαμβάνει την υλοποίηση εφαρμογής που τρέχει σε Windows και είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο του οχήματος μέσω διαδικτύου με χρήση ενός χειριστηρίου. Το δεύτερο αφορά τις υπηρεσίες που τρέχουν τόσο στο Raspberry Pi όσο και στο Arduino. Οι υπηρεσίες αυτές είναι υπεύθυνες για την εκτέλεση των εντολών ελέγχου, τη διαχείριση αισθητήρων, την αποτροπή σύγκρουσης και την αυτόματη κίνηση του οχήματος για την συνοδεία στόχου και αποφυγής εμποδίων.