Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή μιας διάταξης που παρακολουθεί συνεχώς τη θέση του ήλιου στον ουρανό και στρέφει αντίστοιχα ένα φωτοβολταϊκό πάνελ κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μεγιστοποιείται η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει σε αυτό και επομένως και η ενεργειακή του απόδοση (solar tracker). Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η εφαρμογή, το ίδιο το φωτοβολταϊκό πάνελ χρησιμοποιήθηκε ως ανιχνευτής της θέσης του ήλιου στον ουρανό απλουστεύοντας έτσι την κατασκευή και μειώνοντας το κόστος της καθώς δεν χρειάστηκαν επιπλέον αισθητήρες. Συγκεκριμένα, ανά τακτά χρονικά διαστήματα δειγματοληπτούνταν η τιμή της τάσης στα άκρα του φωτοβολταϊκού πάνελ από τον μικροελεγκτή msp430F169 της εταιρείας texas instruments, αποθηκεύονταν στους καταχωρητές του και αφού μετατρεπόταν το σήμα από αναλογικό σε ψηφιακό συγκρινόταν με τις προηγούμενες τιμές. Ανάλογα με το αποτέλεσμα της σύγκρισης, ο μικροελεγκτής έδινε εντολή στον κινητήρα που κατεύθυνε το φωτοβολταϊκό πάνελ να κινηθεί στην αντίστοιχη κατεύθυνση. Η διαδικασία επαναλαμβανόταν μέχρις ότου βρεθεί το σημείο εκείνο όπου η τάση στα άκρα του γίνεται μέγιστη. Το σύστημα που κατασκευάσαμε περιλαμβάνει κίνηση γύρω από έναν άξονα. Συγκεκριμένα παρακολουθεί την αζιμουθιακή κίνηση του ήλιου ξεκινώντας από την ανατολή (Earth) και καταλήγοντας στη δύση (West). / The present thesis deals with the study and construction of a solar tracker that constantly detects the sun position to the sky and directs correspondingly a photovoltaic panel in order to maximize the intensity of solar radiation prostrating to it and as a result, its energy performance as well. In order the application to be realized, the same photovoltaic panel was used as detector of the sun position to the sky, simplifying the construction and reducing its cost, as no further sensors were required. Particularly, the point-to-point voltage value of the photovoltaic panel was regularly sampled by the microcontroller msp430F169 of the Texas Instruments Company, it was saved to the register, and after the signal was being converted from analog to digital, it was being compared to the previous value. Depending on the result of the comparison, the microcontroller ordered the motor directing the photovoltaic panel to move across the corresponding direction. The process was being repeated until a point was found were the point-to-point voltage value was the maximum. The system created includes motion around one axis. Particularly, it observes the azimuthal solar motion starting from East and ending to West

Ο ύπνος αποτελεί ένα από τα πιο μυστήρια φαινόμενα της ανθρώπινης ζωής. Η επεξεργασία και ανάλυση του εγκεφαλογραφήματος με τη χρήση υπολογιστικών μεθόδων και αλγορίθμων μπορεί να δώσει μεγάλη ώθηση στην διερεύνηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας. Στην παρούσα εργασία υλοποιήθηκε ένα γραφικό εργαλείο για την ανίχνευση ρυθμών και κυμάτων που εμφανίζονται στο εγκεφαλογράφημα ύπνου. Το εργαλείο συνδέεται με το πρόγραμμα καταγραφής Neuroscan του εργαστηρίου Νευροφυσιολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Το περιβάλλον περιλαμβάνει αλγορίθμους για την αυτόματη ανάλυση του σήματος και την ανίχνευση επιλεγμένων κυμάτων και ρυθμών. Σκοπός του εργαλείου είναι η αποστολή ακουστικού ερεθισμού στην περίπτωση ανίχνευσης του επιλεγμένου κύματος ή ρυθμού. Το εργαλείο περιλαμβάνει γραφικό περιβάλλον για την εύκολη χρήση και παραμετροποίηση των διαθέσιμων επιλογών. Το πρόγραμμα αναπτύχθηκε εξ ολοκλήρου πρωτότυπα με γνώμονα την ταχύτητα ανίχνευσης και επεξεργασίας του ΗΕΓ. Τελικός στόχος του προγράμματος είναι η χρήση του σε πειράματα διερεύνησης της απαντητικότητας του εγκεφάλου σε ερεθισμούς που συμβαίνουν σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές μετά από την στιγμή ανίχνευσης επιλεγμένου κύματος ή ρυθμού. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να εξερευνηθεί ο ρόλος διαφόρων καταστάσεων του εγκεφάλου (π.χ. αφυπνιστικός ή υπναγωγικός κατά τον ύπνο) χαρακτηριζόμενων από τα επιλεγόμενα ΗΕΓ κύματα και ρυθμούς. / One of the greatest human mysteries is the phenomenon of sleep. The use of computing methods and algorithms in the analysis and processing of electroencephalogram can boost the research of brain activity. The present work presents the graphical program that was developed and used at the Neurophysiology Unit of the University of Patras’ Medical School for the support of EEG studies. The program detects specific rythms and waves during the sleep EEG (online). The tool connects with the Neuroscan Systems that the lab uses for the sleep experiments. The program supports several algorithms for the automatic signal analysis and the specific rythms’ and waves’ detection. The target of the tool is to send sound stimulus in the case of rhythm or wave detection. The user-friendly graphical interface of the tool includes all the parameters for the experiments. The program was developed originally from scratch, aiming to make signal processing as fast as possible. The final goal of the program is to explore the nature of specific brain states i.e. in sleep, by probing brain reactivity at precise times after EEG signs characterizing this brain state.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη, η ανάπτυξη καθώς και η μερική εφαρμογή κάποιων μεθόδων για την ανίχνευση θέσης κάποιου οχήματος. Ιδιαίτερη βάση δόθηκε στη μελέτη και την ανάλυση της οπτικής ροής που θεωρείται βασική συγκριτικά με τις υπόλοιπες μεθόδους.Τέλος αναλύεται και μια μέθοδος κατάτμησης εικόνων. / The goal of this thesis is to study, develop and implement some methods of car detection. Particular emphasis is given to the analysis of optical flow, which is considered to be critical compared to other methods. Finally an analysis of a method for image segmentation is being developed.

Στην εργασία αυτή, μελετάται το πρόβλημα της ανίχνευσης κινούμενων στόχων και της εκτίμησης της θέσης και της ταχύτητάς τους από ένα σύστημα ραντάρ. Η κίνηση των στόχων ως προς το ραντάρ έχει σαν αποτέλεσμα τη μετατόπιση Doppler της συχνότητας της επιστρεφόμενης ακτινοβολίας ως προς τη συχνότητα εκπομπής του ραντάρ. Εκτιμώντας αυτή τη μετατόπιση στη συχνότητα μπορούμε να ανιχνεύσουμε το στόχο καθώς και να εκτιμήσουμε τη θέση και την ταχύτητά του. Διερευνάται η δυνατότητα βελτίωσης της πιθανότητας ανίχνευσης των στόχων καθώς και του μέσου τετραγωνικού σφάλματος των εκτιμήσεων θέσης και ταχύτητας, με χρήση μοντέρνων εκτιμητών συχνοτήτων, αντί των κλασσικών εκτιμητών που βασίζονται στο Μετασχηματισμό Fourrier. Αναλύονται θεωρητικά και μέσω προσομοιώσεων οι δυνατότητες των μοντέρνων εκτιμητών συχνοτήτων, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στους εκτιμητές Υποχώρου (MUSIC, ESPRIT). Ακολουθεί, η παρουσίαση μιας γενίκευσης της χρήσης των εκτιμητών συχνοτήτων στην περίπτωση διανυσματικών σημάτων. Ο αλγόριθμος που προτείνεται για την ανίχνευση στόχων από ένα σύστημα ραντάρ, επεξεργάζεται τα δείγματα της ληφθείσας ακτινοβολίας κατά μπλοκ οπότε προκύπτει η ανάγκη χρήσης αυτής της διανυσματικής μορφής των εκτιμητών συχνοτήτων. Παρουσιάζονται, τέλος, αποτελέσματα προσομοιώσεων, για διάφορα σενάρια, που επιβεβαιώνουν την αποτελεσματικότητα του αλγορίθμου και φανερώνουν τα πλεονεκτήματα της χρήσης των μοντέρνων τεχνικών εκτίμησης συχνοτήτων. / This report focuses on the problem of detection of moving targets and estimation of their positions and velocities using a radar system. By estimating the targets' Doppler frequencies it is possible to detect the targets and estimate both their position and velocity. It is shown how the use of modern frequency estimators results in higher values of the probability of detection compared to the Fourrier-based methods. Modern estimators are analyzed, with emphasis shown on the subspace-based estimators (MUSIC, ESPRIT) and their use is generalized for the case of estimating frequencies in vector signals. This generalized form of frequency estimators is used by our proposed algorithm for target detection. Simulation results are presented that prove the superiority of modern techniques.

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η υψομετρική ανίχνευση θέσης κινούμενου ρομπότ. Για τον υπολογισμό της θέσης του ρομπότ χρησιμοποιήθηκε ένα στερεοσκοπικό σύστημα δύο ίδιων παράλληλων καμερών. Οι εσωτερικές παράμετροι των δύο καμερών και το μήκος της βασικής γραμμής είναι γνωστά. Θεωρείται για ευκολία ότι όλος ο όγκος του ρομπότ αναπαριστάται απο ένα σημείο P με συντεταγμένες (X,Y,Z) ώς προς σύστημα συντεταγμένων με αρχή το κέντρο προβολής της αριστερής κάμερας. Για τον εντοπισμό του ρομπότ αποκτήθηκαν δύο ακολουθίες βίντεο, μια για κάθε κάμερα, στις οποίες έγινε κατάτμηση κίνησης με την μέθοδο διαφοράς διαδοχικών καρέ. Στη συνέχεια ακολούθησε επεξεργασία εικόνας στα καρέ και των δύο ακολουθιών για την εξαγωγή των περιοχών που απεικονίζουν το αντικείμενο στο επίπεδο της εικόνας. Κατόπιν, υπολογίστηκαν οι θέσεις των κέντρων βάρους των περιοχών για τις δύο ακολουθίες , Pl(xl,yl) και Pr(xr,yr) αντίστοιχα. Τα σημεία αυτά αναπαριστούν το σημείο P στην αριστερή και στη δεξιά ακολουθία εικόνων. Ακολούθησε αντιστοίχιση σημείων μεταξύ των δύο ακολουθιών με βάση την επιπολική γεωμετρία. Τα σημεία στα οποία βρέθηκε αντιστοιχία χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της θέσης του σημείου P με την μέθοδο της τριγωνοποίησης. / The object of this thesis is the position detection of a moving robot. To calculate the position of the robot a stereoscopic system of two identical parallel cameras was used. The intrinsic parameters of the cameras and the length of the baseline are given. To simplify the problem it is assumed that the entire robot can be represented by a point P with (X,Y,Z) coordinates with respect to the coordinate system of the left camera center of projection. To detect the robot two video image sequences were acquired, one for each camera, to which motion segmentation was applied with the frame differencing method. After that, image proseccing was implemented to the frame sequences in order to find the region that represents the robot in the image plane. The centroids of the regions were calculated in the two sequences,Pl(xl,yl) and Pr(xr,yr) respectively. Those points represent the point P in the image planes of the left and right camera. Finally the restriction of epipole geometry was used to find matches between those points. Using those matches the coordinates of P were calculated with the triangulation method.

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο την κατασκευή συστήματος ανίχνευσης κίνησης αυτοκινήτου και την καταγραφή των δεδομένων σε μνήμη SD ή MMC.Η καταγραφή της κίνησης γίνεται μέσω της μέτρησης της επιτάχυνσης και στους τρεις άξονες με χρήση του μικροελεγκτή STM32 Cortex-M3 της εταιρίας ST Microelectronics. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιείται το STM32-103STK Development Board της εταιρίας Olimex το οποίο διαθέτει και κάποια ενσωματωμένα περιφερειακά. Αρχικά, περιγράφονται τα διάφορα χαρακτηριστικά του συστήματος και δίνονται σημαντικές πληροφορίες για τη λειτουργία του και τα πλεονεκτήματα που προσφέρει στο χρήστη.Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά και ανάλυση σε κάποια από τα διαθέσιμα περιβάλλοντα για ανάπτυξη ενσωματωμένων εφαρμογών και τελικά παρουσιάζεται διεξοδικά ο αλγόριθμος που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη της συγκεκριμένης εφαρμογής.Το σύστημα που υλοποιήθηκε λαμβάνει τιμές επιτάχυνσης μέσω ενός επιταχυνσιομέτρου τριών αξόνων,προβάλλει τις τιμές αυτές στην οθόνη προς ενημέρωση του χρήστη και τελικά αποθηκεύει αυτές τις τιμές σε κάρτα μνήμης τύπου SD(Secure Digital). / This diploma thesis is about the implementation of a tracking and acceleration data recording system in SD or MMC memories in order to examine the movement of an automobile. Movement tracking is performed through measurement of acceleration values in all three axis with an STM32 Cortex-M3 microcontroller provided by ST Microelectronics. Specifically, we use the STM32-103STK Development board by Olimex with its embedded peripherals. First of all, we give a description of system characteristics and important information about its operation and the advantages it offers to users. Moreover, there is a reference and analysis regarding the available development environments for creating and debugging embedded applications and finally there is a detailed presentation of the algorithm used for the development of this particular application. The implemented system measures the acceleration values through a 3-axis accelerometer, then presents those values on an LCD screen to inform the user and stores the values in an SD(Secure Digital) memory card.

Οι επιθέσεις στο Διαδίκτυο και ειδικά οι επιθέσεις άρνησης εξυπηρέτησης (Denial of Service, DoS) αποτελούν ένα πολύ σοβαρό πρόβλημα για την ομαλή λειτουργία του Διαδικτύου. Αυτό το είδος επιθέσεων στοχεύει στην διατάραξη της καλής λειτουργίας ενός συστήματος, καταναλώνοντας τους πόρους του ή προκαλώντας υπερφόρτωση στο δίκτυο, καθιστώντας το ανίκανο να παρέχει στους πελάτες του τις υπηρεσίες για τις οποίες προορίζεται. Η αντιμετώπιση των επιθέσεων αυτών έχει απασχολήσει πολλούς ερευνητές τα τελευταία χρόνια και έχουν προταθεί πολλές διαφορετικές μέθοδοι πρόληψης, ανίχνευσης, και απόκρισης. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής επιχειρείται αρχικά ο ορισμός και η ταξινόμηση των επιθέσεων DoS και DDoS, με ιδιαίτερη αναφορά στις επιθέσεις DoS στον Παγκόσμιο Ιστό. Στη συνέχεια αναλύονται διάφοροι τρόποι αναγνώρισης επιθέσεων, με κύριους άξονες την αναγνώριση υπογραφής και την ανίχνευση ανωμαλιών. Γίνεται εμβάθυνση στο πεδίο της ανίχνευσης ανωμαλιών και πραγματοποιείται η μελέτη ενός συστήματος που ανιχνεύει ανωμαλίες σε δεδομένα κίνησης δικτύου που περιέχουν επιθέσεις. / Attacks in the Internet, and especially Denial of Service attacks, are a very serious threat to the normal function of the Internet. This kind of attack aims to the disruption of the normal function of a system, by consuming its resources or overloading the network, making it incapable to provide services, that is designed for, to the clients. In recent years many researchers have tried to propose solutions to prevent, detect and respond effectively to attacks. In this thesis, first a definition, and then a classification of DoS and DDoS attacks is proposed, with distinctive reference to attacks in the World Wide Web. Several ways of attack detection are analyzed, with signature detection and anomaly detection being the most significant. Afterwards, the field of anomaly detection is thoroughly analyzed, and a system that detects anomalies to a dataset of network traffic that contains attacks, is examined.

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά την ανίχνευση και παρακολούθηση της κίνησης των ανθρώπων μέσα από δίκτυα καμερών. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η υλοποίηση ενός συστήματος ανίχνευσης , παρακολούθησης εκ νέου ταυτοποίησης των ανθρώπων που διέρχονται μέσα από ένα δίκτυο καμερών καθώς και να προτείνει ένα μοντέλο για την κατανόηση της τοπολογίας του δικτύου των καμερών. Το κύριο πρόβλημα υποδιαιρείται σε τρία επιμέρους υπό – προβλήματα. Το πρώτο αφορά την ανίχνευση κίνησης. Το δεύτερο την παρακολούθηση των ανθρώπων και τέλος το τρίτο αφορά την αντιστοίχηση τους μεταξύ των καμερών. Σαν αποτέλεσμα στο τέλος έχουμε για κάθε άνθρωπο το μονοπάτι που διέγραψε μέσα στο δίκτυο. Η Ανίχνευση κίνησης υλοποιείται με αφαίρεση φόντου. Η παρακολούθηση υλοποιείται με δύο χαρακτηριστικά, αυτά του κέντρου μάζας και του χρωματικού ιστογράμματος. Η τοπολογία του δικτύου ανακαλύπτεται με ένα μοντέλο που καταγράφει σημεία εισόδου και εξόδου συσχετισμένα με την αντίστοιχη κάμερα από την οποία εισήλθαν ή στην οποία εξήλθαν αντίστοιχα οι άνθρωποι. Κατόπιν γίνεται αντιστοίχηση των σημείων αυτών στις κρίσιμες περιοχές της κάθε κάμερας και η πλειοψηφία των συσχετίσεων τους ορίζει την επικοινωνούσα , για αυτές τις περιοχές , κάμερα. Τέλος γίνεται η αντιστοίχηση των διαδρομών μεταξύ καμερών με έλεγχο χώρο-χρονικών χαρακτηριστικών και χαρακτηριστικών εμφάνισης. Το σύστημα υλοποιήθηκε σε Matlab και έτρεξε σε Intel i7 με συχνότητα 2.93 Ghz και 8GB μνήμης ram. Οι αλγόριθμοι λειτούργησαν ικανοποιητικά με πολύ καλά αποτελέσματα, και μπορούν να περάσουν ως είσοδοι σε πληθώρα εφαρμογών υψηλοτέρου επιπέδου που έχουν ως σκοπό την αναγνώριση της ανθρώπινης δραστηριότητας και την κατανόηση συμπεριφοράς. / This thesis deals with the detection and motion tracking through camera networks. Its purpose is to implement a system for monitoring human movement and perform re-identification in camera networks. It also proposes a model for discovering the topology of cameras network. The main problem is divided into three sub – problems. The first one deals with motion detection , the second one tracks every human located in the plane, and finally the third one has to do with the re-identification between the cameras. As a result we find and identify all human’s paths traced in the network. At first we start with detection that involves also background subtraction. The background is recovered in a dynamic way at every frame and involves median selection. Tracking is accomplished using two features, the centroid and the color histogram. Network topology is discovered from a model which reports entry and exit points associated with the corresponding camera. The system is implemented in Matlab and runs on Intel i7 with frequency 2.93 Ghz and 8GB of ram. The algorithms perform well producing very good results, and can be fed as inputs to a variety of applications that deal with problems related to higher level recognition of human activity and behavior understanding.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή ενός συστήματος που να μπορεί να ξεχωρίζει τα οχήματα από άλλα αντικείμενα με τη χρήση κυματιδίου Haar και φίλτρου Gabor (εξαγωγή χαρακτηριστικών) και SVM, RBF για ταξινόμηση. / The aim of this thesis is the construction of a system that will be able to distiguish vehicles from other objects using Haar and Gabor filter (export characteristic) and SVM, RBF for classification.

Το κάτωθι κείμενο πραγματεύεται το φαινόμενο της εξάπλωσης αυτοαναπαραγόμενων αυτομάτων σε δίκτυα. Αρχικά προβαίνουμε σε μια εισαγωγή στα αυτοαναπαραγόμενα προγράμματα και στο περιβάλλον στο οποίο εξαπλώνονται και εν συνεχεία εμβαθύνουμε στον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουμε το φαινόμενο. Μελετάμε μεθόδους ανίχνευσης με χρήση φίλτρων Kalman και εντροπίας. Τέλος, ασχολούμαστε με μια σειρά παιγνίων και σεναρίων με σκοπό την ανάδειξη συγκεκριμένων πλευρών του όλου προβλήματος και την τροπή που παίρνει στις μέρες μας. Εν κατακλείδι, η παρούσα διπλωματική εργασία τονίζει βασικές ιδιότητες που χαρακτηρίζουν την διάδοση και εισάγει νέες βοηθητικές έννοιες και μοντέλα, με στόχο την κατανόηση και τον ενστερνισμό του πνεύματος των εξελίξεων στα σύγχρονα worms και viruses. / The text below considers the phenomenon of propagation of self replicating automata. We begin with an introduction to self replicating programs and to the environment in which they propagate and then we delve and explain the ways of approaching the phenomenon. We study detection methods via the use of Kalman filters and estimation of entropy. Finally, a series of games and scenarios are introduced and studied, in order to enlighten certain aspects of the problem and its current direction. In conclusion, this diploma thesis marks basic properties of the propagation and introduces auxiliary concepts and new models, having as a goal the comprehension and the adoption of the spirit of evolution of modern worms and viruses.