Αυτόνομη οδήγηση με βοήθεια αισθητήρων Hall

Abstract

Αυτή η διπλωματική εργασία παρουσιάζει την ανάπτυξη ενός αυτοκινούμενου αυτοκινήτου που ακολουθεί αυτόνομα μια γραμμή μαγνητικού πεδίου χρησιμοποιώντας αισθητήρες Hall. Ο στόχος ήταν να σχεδιαστεί και να υλοποιηθεί ένα αξιόπιστο και αποτελεσματικό σύστημα πλοήγησης που θα μπορούσε να παρακολουθεί με ακρίβεια μια προκαθορισμένη γραμμή μαγνητικού πεδίου. Αρχικά, πριν δοθούν λεπτομέρειες για την κατασκευή της διάταξης παρουσιάζεται η θεωρία του μαγνητισμού, αναλύονται σε βάθος οι αισθητήρες μαγνητικού πεδίου Hall και γίνεται και σύντομη αναφορά στον υπολογιστή του συστήματος το Raspberry Pi. Στο πειραματικό μέρος αναφερόμαστε στην κατασκευή ενός ρομποτικού αυτοκινήτου με τρεις τροχούς εξοπλισμένο με δύο κινητήρες, αισθητήρες μαγνητικού πεδίου Hall και ένα Raspberry Pi 4 Model B ως μονάδα ελέγχου. Η κίνηση του αυτοκινήτου συγχρονιζόταν με έναν αλγόριθμο ελέγχου που ανέλυε τα δεδομένα των αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο και εκτελούσε διορθωτικές ενέργειες για τη διατήρηση της ευθυγράμμισης με το μαγνητικό πεδίο. Το πείραμα κατέδειξε με επιτυχία την ικανότητα του αυτοκινήτου να ανιχνεύει και να ακολουθεί με ακρίβεια τη γραμμή του μαγνητικού πεδίου. Η εργασία αυτή χρησιμεύει ως πλατφόρμα για περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη σε συστήματα πλοήγησης με βάση το μαγνητικό πεδίο. Οι μελλοντικές κατευθύνσεις περιλαμβάνουν τη διερεύνηση προηγμένων αλγορίθμων ελέγχου, τη συγχώνευση πολλαπλών αισθητήρων, τις εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο και τη βελτιστοποίηση των επιδόσεων. Συνολικά, η παρούσα διπλωματική εργασία συμβάλλει στην πρόοδο της αυτόνομης πλοήγησης, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες των συστημάτων που βασίζονται σε μαγνητικά πεδία για την επίτευξη αξιόπιστης και ακριβούς κίνησης σε διάφορα περιβάλλοντα.