Επεξεργασία Δεδομένων Από Πολυεπίπεδο Σαρωτή Λέιζερ (multilayer Laser Scanner)

Abstract

Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η υλοποίηση ενός συστήματος επεξεργασίας των δεδομένων ενός πολυστρωματικού σαρωτή λέιζερ (Multilayer LaserScanner) από μία εξωτερικά συνδεδεμένη υπολογιστική μονάδα, σε πραγματικό χρόνο. Αποσκοπεί στο να γνωστοποιούνται στον οδηγό, οπτικά και ηχητικά, όλες οι προειδοποιητικές παρατηρήσεις του συστήματος επεξεργασίας αλλά και στο να επιτελούνται οι απαραίτητες διορθωτικές επεμβάσεις από το ανεπτυγμένο σύστημα ελέγχου. Παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο με τα υποσυστήματα Φίλτρου Εκτίμησης, (με έμφαση στα φίλτρα τύπου Kalman), καθώς επίσης και με εκείνα της Σύνδεσης Δεδομένων (Data Association) και της Διαχείρισης Ιχνών (Track Management). Τα τελευταία επαρκούν για τη δημιουργία ενός συστήματος Ιχνηλασίας (Tracking). Ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι η δημιουργία αλγορίθμων που να υλοποιούν προγραμματιστικά τον στόχο που αναφέρθηκε στην αρχή της παρούσας περίληψης. Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκε αρχικά μία κονσόλα C++, η οποία αποτελεί τη διεπαφή του σαρωτή λέιζερ (μέσω του διαύλου δεδομένων CAN bus) με την εξωτερική επεξεργαστική μονάδα. Στο κομμάτι της επεξεργασίας, αναπτύχθηκε μεγάλος αριθμός υποπρογραμμάτων σε Matlab (για λόγους άμεσης προβολής των αποτελεσμάτων σε γραφικό περιβάλλον) που αντιστοιχούν σε δύο κυρίως εφαρμογές, οι οποίες είναι: (α) Η Εκτίμηση των Οδικών Ορίων με το μοντέλο των clothoid, κάνοντας χρήση φίλτρου τύπου Kalman, αλλά και η σταθεροποίηση των παραμέτρων των clothoid και (β) Η δημιουργία ενός συγκεκριμένου συστήματος Ιχνηλασίας κινούμενων Οχημάτων (Tracking). Οι παραπάνω εφαρμογές ελέγχθηκαν ως προς την ορθή λειτουργία τους με εφαρμογή σε πραγματικά σενάρια κίνησης, με πραγματικά δεδομένα από το σαρωτή λέιζερ. Στα επόμενα κεφάλαια αναλύονται λεπτομερώς οι εφαρμογές αυτές καθώς και τα αποτελέσματά τους, τα ποσοστά επιτυχίας των οποίων κυμαίνονται σε εξαιρετικά επίπεδα.