• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 15
  • 4
  • Tagged with
  • 19
  • 15
  • 12
  • 10
  • 10
  • 9
  • 9
  • 8
  • 7
  • 7
  • 7
  • 7
  • 6
  • 6
  • 5
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
11

Lighting Energy Savings in an Office Environment Simulating a Motion Detection Dimming System / Energispar för ett Ljussystem i ett Kontor med Simulerade Rörelsedetekterande Dimmers

Gutenwik, Ida, Gonzales Allendes, Nanitza January 2022 (has links)
Shortages of electricity in larger cities in Sweden are becoming more common and might increase with an increased consumption. The thesis focuses on lights due to approximately 19 - 20% of the total electricity consumption coming from lights. It examines whether a control system consisting of an Motion Detection Dimming (MDD) System combined with a Daylight-Linked Control System (DLCS) that illuminates the workspace of individual employees while avoiding bright spots in a Swedish office context achieves an energy gain. An MDD system activates different lamps depending on if motion was detected while the DLCS adjusts the brightness the lights emit depending on the natural light in the area. Data was gathered which connected spans of cloudiness to lux (lx) values. This allowed for simulations for the year with the least amount of brightness and the year with the most amount of brightness, since the 2000s. Workers movement in an office environment was also documented. The results for both of the data gatherings where imported in to a simulation that calculated the electrical energy, in kWh. Three scenarios were created and simulated; all workers being at the office moving around, hybrid working and lastly all employees being present but never leaving their desks. The results showed that an energy gain could be achieved from all three scenarios, 48,9 - 50,1% for the first, 40,1 - 41,2% for the second and 4,4 - 5,5% for the final, compared to the offices current consumption. According to the results an MDD-system would lower the energy consumption, in a Swedish office environment, without creating a ”bright spot”. This meant that the master thesis succeeded in proving that it was, with high probability, possible. However, the savings would not increase significantly with the Daylight-Linked Control System. / Elektricitetsbrist i storstäder i Sverige blir mer vanliga och kan öka med en ökad elkonsumption. Arbetet fokuserar på ljus eftersom cirka 19 - 20% av den totala energikonsumptionen kommer från ljus. Projektet undersöker om ett Motion Detection Dimming (MDD) System kombinerat med ett Daylight-Linked Control System (DLCS) som lyser upp arbetsområdet för individuella anställda medan ljusa fläckar undviks i ett Svenskt kontorssammanhang kan spara energi. Ett MDD system aktiverar olika lampor beroende på om rörelse blev detekterat medan ett DLCS justerar styrkan på lamporna beroende på naturliga ljuset i omgivningen. Data som kopplade ihop molnighets-spann med lux-värden samlades ihop. Detta möjliggjorde simuleringar för ljusaste och mörkaste året efter år 2000 att göras. Hur anställda rörde sig i kontorsmiljön dokumenterades även. Resultaten från datainsamlingarna importerades in till en simulering som beräknade elenergin, i kWh. Simuleringarna utfördes för tre scenarios; alla arbetare är på kontoret och rör sig i det designerade området, hybridarbete och slutligen alla anställda är på kontoret men lämnar aldrig sina skrivbord. Resultatet påvisade att en energivinst kunde uppnås i alla tre scenarios, 48,9 - 50,1% för det första, 40,1 - 41,2% för den andra och 4,4 - 5,5% för det sista, jämfört med kontorets nuvarandra energikonsumption. Enligt resultaten minskar ett MDD-system energikonsumptionen,i en svensk kontorsmiljö, utan att bilda ljusfläckar. Detta medför att arbetet lyckades bevisa att det är, med hög sannolikhet möjligt. Å andra sidan visade det sig att besparingarna för Daylight-Linked Control System inte var stora i jämförelse.
12

LiDAR-Equipped Wireless Sensor Network for Speed Detection on Classification Yards / LiDAR-utrustat sensornätverk för hastighetsmätning på rangerbangårdar

Olsson, Isak, Lindgren, André January 2021 (has links)
Varje dag kopplas tusentals godsvagnar om på de olika rangerbangårdarna i Sverige. För att kunna automatiskt bromsa vagnarna tillräckligt mycket är det nödvändigt att veta deras hastigheter. En teknik som har blivit populär på sistone är Light Detection and Ranging (LiDAR) som använder ljus för att mäta avstånd till objekt. Den här rapporten diskuterar design- och implementationsprocessen av ett trådlöst sensornätverk bestående av en LiDARutrustad sensornod. Designprocessen gav en insikt i hur LiDAR-sensorer bör placeras för att täcka en så stor yta som möjligt. Sensornoden var programmerad att bestämma avståndet av objekt genom att använda Random Sample Consensus (RANSAC) för att ta bort outliers och sen linjär regression på de inliers som detekterats. Implementationen utvärderades genom att bygga ett litet spår med en låda som kunde glida fram och tillbaka över spåret. LiDAR- sensorn placerades med en vinkel vid sidan om spåret. Resultaten visade att implementationen både kunde detektera objekt på spåret och också hastigheten av objekten. En simulation gjordes också med hjälp av en 3D-modell av en tågvagn för att se hur väl algoritmen hanterade ojämna ytor. LiDAR-sensorn i simuleringen hade en strålavvikelse på 0_. 30% av de simulerade mätvärdena gjordes om till outliers för att replikera dåliga väderförhållanden. Resultaten visade att RANSAC effektivt kunde ta bort outliers men att de ojämna ytorna på tåget ledde till felaktiga hastighetsmätningar. En slutsats var att en sensor med en divergerande stråle möjligtvis skulle leda till bättre resultat. Framtida arbete inkluderar att utvärdera implementationen på en riktig bangård, hitta optimala parametrar för algoritmen samt evaluera algoritmer som kan filtrera data från ojämn geometri. / Every day, thousands of train wagons are coupled on the multiple classification yards in Sweden. To be able to automatically brake the wagons a sufficient amount, it is a necessity to determine the speed of the wagons. A technology that has been on the rise recently is Light Detection and Ranging (LiDAR) that emits light to determine the distance to objects. This report discusses the design and implementation of a wireless sensor network consisting of a LiDAR-equipped sensor node. The design process provided insight into how LiDAR sensors may be placed for maximum utilization. The sensor node was programmed to determine the speed of an object by first using Random Sample Consensus (RANSAC) for outlier removal and then linear regression on the inliers. The implementation was evaluated by building a small track with an object sliding over it and placing the sensor node at an angle to the side of the track. The results showed that the implementation could both detect objects on the track and also track the speed of the objects. A simulation was also made using a 3D model of a wagon to see how the algorithm performs on non-smooth surfaces. The simulated LiDAR sensor had a beam divergence of 0_. 30% of the simulated measurements were turned into outliers to replicate bad weather conditions. The results showed that RANSAC was efficient at removing the outliers but that the rough surface of the wagon resulted in some incorrect speed measurements. A conclusion was made that a sensor with some beam divergence could be beneficial. Future work includes testing the implementation in real-world scenarios, finding optimal parameters for the proposed algorithm, and to evaluate algorithms that can filter rough geometry data.
13

The effect of network coexistence on the performance of wireless sensor networks

Ros Fornells, Oriol January 2016 (has links)
With the coming growth in Internet of Things (IoT) applications, we can expect environ-ments with many independent networks operating in nearby locations. Wireless Sensor Networks (WSN), which have become popular during the last few years, are the main type of networks used in IoT. The IEEE 802.15.4 protocol designed for low-rate wireless personal area networks has been widely adopted for this kind of network. Together with ZigBee, this protocol is gaining increasing interest from the industry, as they are con-sidered a universal solution for low-cost, low-power, wireless connected monitoring and control devices. Internetwork interference issues in IEEE 802.15.4 networks can be a ma-jor problem because of the extensive use of wireless channels. In this thesis, an in-depth simulation study of the internetwork interferences is performed using Castalia, a widely used network simulator. We focus on the beacon collision problem, as it has been proved to be the main cause of performance degradation for coexisting networks. We carry out a prestudy of the main node simulation parameters to setup the different scenarios. Then, we evaluate how the overlap of the active periods and the location of the nodes affect the network performance. We continue with a network coexistence analysis to study the inter-action of two networks of two nodes and their performance regarding the beacon reception rate. We show that there are significantly different operation regions, depending on the network location. Following this, a probabilistic analysis is carried out in order to obtain an average beacon reception rate depending on the size of the area considered. Finally, we discuss available beacon collisions avoidance methods, taking into account the detailed simulation results. Our conclusions have theoretical and practical implications for the design of wireless sensor networks, and for the evaluation of beacon collisions avoidance schemes. / Med den kommande tillväxten i sakernas Internet (IoT) applikationer är miljöer med många oberoende nätverk som verkar på närliggande ställen väntat. Trådlösa sensornätverk (WSN), som har blivit populära under de senaste åren, är den vanligaste typen av nät som används i sakernas Internet. IEEE 802.15.4 protokollen, konstruerad för låghastighet trådlösa personlig area nätverk, har fått stor spridning för WSNs. Tillsammans med ZigBee, får de en snabb ökat intresse från industrin, eftersom de betraktas som en universallösning för låg kostnad låg energi trådlös anslutning för övervaknings- och kontrollinstrument. Internätverk interferens i IEEE 802.15.4 nätverk kan vara ett stort problem på grund av den omfattande användningen av trådlösa kanaler. I denna avhandling är en djupgående simulation studie utfört med hjälp av Castalia, ett utbrett använt nätverk simulator. Vi fokuserar på beacon kollisionsproblem, eftersom det har visat sig vara den främsta orsaken till prestandaförsämring för samexisterande nätverk. Vi utför en förstudie av den viktigaste simulation parametrarna för att bestemma de olika scenarierna. Sedan utvärderar vi hur överlappningen av de aktiva perioderna och placeringen av noderna påverkar nätverkets prestanda. Vi fortsätter med en nätverksamexistens analys för att studera interaktionen mellan två nätverk av två noder, och deras prestanda avseende beacon mottagnings kvot. Vi visar att det finns betydligt olika operationsområdena, beroende på nätverksens placering. Därefter är en sannolikhetsanalys utfört för att erhålla en genomsnittlig beacon mottagnings kvot, beroende på storleken på betraktade områden. Slutligen diskuterar vi tillgängliga metoder för att undvika beacon kollision, med hänsyn till de detaljerade simuleringsresultaten. Våra slutsatser har teoretiska och praktiska kon-sekvenser för utformningen av trådlösa sensornätverk, och för utvärderingen a metoder för att undvika beacon kollision.
14

Authentication and Identification of Sensor Nodes to Avoid Unauthorized Access in Sensor Networks / Autentisering och identifiering av sensornoder för att undvika obehörig åtkomst i sensornätverk

Henriksson, Michael January 2020 (has links)
With the increasing popularity of Internet of Things (IoT), network connected devices and sensors, to easier collect data is security an aspect that must not be forgotten. When sensitive data, such as personal or private data, is sent over the network without protection can it easier be obtained by anyone who want to get their hands on it. This risk increases with the value of the data sent and an increase in security should therefore follow this value. Based on this is it therefore important to look at the security aspects of a sensor network to find ways to easy integrate security such as authentication. This to make sure that the only devices and users accessing or sending data on the network is authorized and not malicious devices. This thesis focuses on the authentication and identification of the devices joining the network to make sure that only trusted devices would be able to join. The protocol in focus is ZigBee but the proposed solution can be integrated with any protocol and utilizes a Key Distribution Center (KDC) together with an authentication method based on the Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP) to authenticate new devices before they are allowed into the network. This solution is secure and relatively simple which makes it easy to integrate with any sensor network. / Med en ökad popularitet av att koppla upp sensorer och apparater mot ett nät- verk för att enklare kunna samla in data är säkerhet en aspekt som inte får glömmas bort. När känslig data, så som personlig eller privat data, skickas över nätverket oskyddat kan någon som vill komma åt datan lättare få tag på den. Denna risk ökar med värdet av datan som skickas och en ökningen av säkerhet bör darav följa ökning av värdet på datan. Utav denna anledning är det viktigt att se över säkerheten i sensornätverk och finna lösningar som lätt kan integreras med ett sensornätverk. Detta för att säkerhetsställa att endast de snesornoder som har auktoritet kan gå med i, samt skicka data på nätverket och därmed undvika oönskad åtkomst. Denna avhandling fukuserar på autentisering och identifiering av de noder som ska anslutas till nätverket för att säkerhetsställa att endast pålitliga och auktoriserade noder blir insläppta. Det protokoll som är i fokus i denna avhandling är ZigBee men den föreslagna lösningen kan även integreras med andra protokoll. Den föreslagna lösning- en använder sig även av ett Key Distribution Center (KDC) samt en autentiseringsmetod som baseras på Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP) för att authentisera nya noder innan de blir insläppta i nätverket. Denna lösning är säker och relativt enkel vilket gör det enkelt att integrera med all typer av sensornätverk.
15

Velocity Control of a Mobile Charger in a Wireless Rechargeable Sensor Network / Hastighetsreglering av en Mobil Laddare i ett Trådlöst Laddningsbart Sensornätverk

Haltorp, Emilia January 2023 (has links)
Wireless sensor networks (WSN) are one of the most rapidly evolving technical areas right now. They can be used in a lot of different applications, environmental monitoring and health applications being two examples. The sensors can be placed in hazardous and remote environments since there is no need for cabling or manual maintenance. One of the biggest problems and constraints of today's WSNs is the limited energy capacity of the sensor nodes. Eventually they will be power-depleted, and the network will be dead. A solution to this can be wireless energy transfer technology which makes it possible to recharge sensor nodes with the help of a mobile charger and prolong the lifetime of networks.  This thesis aims to investigate how the charging completion time can be reduced by considering that the charger can charge while moving and by controlling its velocity. The charging completion time is the time from when the charger starts charging the first node until it returns to that starting point.  For this, a two-dimensional WSN was defined that contains sensor nodes and a mobile charger. Anchor nodes, which the charger travels between were defined by choosing the nodes with most neighbors within a defined charging radius. The traveling salesman problem were used to find a path that the charger travels along. A simulation environment was developed in Python to execute tests.  The results show that the charging while moving approach with controlled velocity could reduce the charging completion time with up to 20%. It was also ascertained that this approach works better in dense networks than in sparse. / Trådlösa sensornätverk är ett av de snabbast växande tekniska områdena just nu. De har många olika användningsområden, miljöövervakning och olika hälsotillämpningar är två exempel. Sensorerna kan placeras i farliga och avlägsna miljöer eftersom det inte finns något behov av kablar eller manuellt underhåll. Ett av de största problemen och begränsningarna på dagens trådlösa nätverk är den begränsade energikapaciteten hos sensornoderna. Slutligen kommer de att bli tömda på ström och nätverket kommer att dö. En lösning på detta kan vara trådlös strömöverföring vilket gör det möjligt att ladda sensorerna med hjälp av en mobil laddare och därmed förlänga livstiden på nätverket.  Syftet med detta examensarbete är att undersöka hur slutförandetiden för laddningen kan reduceras i betraktande av att laddaren kan ladda när den rör sig samt att reglera laddaren hastighet. Slutförandetiden för laddningen är den tid det tar från att laddaren börjar ladda den första sensor-noden tills att den kommer tillbaka till punkten den startade på.  För att göra detta definierades ett två-dimensionellt trådlöst sensornätverk som bestod av sensornoder och en mobil laddare. Ankarnoder, vilka laddaren rörde sig emellan, definierades genom att hitta de noder med flest antal grannar inom en bestämd laddningsradie. Handelsresandeproblemet användes för att bestämma rutten som laddaren färdas längs. En simuleringsmiljö utvecklades i Python för att utföra testerna i.  Resultaten visar att med laddaren som laddade när den rörde på sig samt hade reglerad hastighet kunde slutförande-tiden för laddning reduceras med upp till 20%. Det kunde även konstateras att detta tillvägagångssätt fungerar bättre i täta nätverk än i glesa.
16

Topology optimization for distributed consensus in multi-agent networks / Topologioptimering för distribuerad konsensus i multiagent-nätverk

Niklasson, Johan, Hahr, Oskar January 2019 (has links)
Distributed networks, meaning a network in which several agents work together unanimously to perform some task in order to reach goals has become a field with a wide range of applications. One such applications may exist in the form of drones with a purpose of observing and detecting forest fires. In such applications it can be of paramount importance to be able to agree over some opinions or values between the agents. This value could be something such as event detection or a general direction to fly in. However in such a network there might not exist a central hub and it would not be possible for all drones to communicate directly with each other. In order for such a network to be able to reach consensus or agreement, values have to be exchanged between the agents. This thesis focuses on a subset of this problem known as distributed averaging. In the thesis it is investigated how a networks ability to detect forest fires and communicate both efficiently and quickly can change when the number of agents are adjusted in the network. The results showed that, when operating in a fixed area, for a small network of drones the increasing effective energy cost per drone were higher, than that of a larger network. It was also discovered that the speed at which a network could reach an agreement was not necessarily affected by the size of the network. But as the field area being observed was increased, adverse effects were observed in terms of communication and event detection. / Distribuerade nätverk bestående av flera agenter som har som uppgift att tillsammans nå gemensamma resultat har blivit allt mer populärt. Ett sådant användningsområde är hur drönare kan användas för att observera och upptäcka skogsbränder över en given yta. I en sådan tillämpning är det av stor vikt att drönarnätverket kan kommunicera och kongruera över värden nätverket delar med varandra. Dessa värden kan representera händelser som nätverket har som uppgift att upptäcka eller en riktning för drönarna att flyga i. Det är inte alltid garanterat att det finns en central kommunikationscentral för sådana nätverk, utan blir beroende på att kommunicera med varandra för att utbyta och kongruera över värden. Den här rapporten fokuserar på en avgränsad del av det ovanstående problemet som kallas för distribuerat konsensusvärde (eng. distributed averaging). Rapporten undersöker hur ett sådant nätverks konvergeringsförmåga, totala energikostnad samt täckning påverkas när fler drönare tillförs till nätverket. När arbetsytan var satt till statisk storlek visade resultaten att den tillförda energikostnaden per drönare var högre för små nätverk än för större nätverk. Det visades också att hastigheten som nätverket når ett kongruerande värde inte nödvändigtvis påverkas av storleken av nätverket. När arbetsytan ökade i takt med storleken på nätverket observerades däremot motsatt effekt för energikostnad och hastigheten för att nå ett konsensusvärde.
17

Battery Driven Embedded System for Indoor Localization of Pneumatic Tools

Hjort, Kajsa January 2020 (has links)
As the rapid progress in technology changes our daily life, it also changes how the Industry works. The new developments enable technologies such as the Internet of Moving Things (IoMT), and through these technologies, new challenges arise. IoMT adds one more vital issue, localization, to be solved in comparison to the Internet of Things (IoT). To enable IoMT in the manufacturing industry, there are still problems that need to be overcome. Critical statements such as power consumption, price, accuracy, data management, and size. In this thesis, an evaluation of a new sensor system for an air pneumatic grinder is conducted. The features of the sensor system are to report data from the grinder to the cloud and to localize the position of the grinder. The focus was to optimize the localization algorithm and power consumption of the system. The localization of the grinder was conducted with a new and improved algorithm, Ring Error Difference System (REDS), introduced in this thesis. The new algorithm increased the previous known iRingLA accuracy from 2.91 m to 2.33 m for Bluetooth Low Energy (BLE) and from 3.99 m to 2.84 for Wi-Fi, according to the experiments performed. The final system was able to estimate the operation runtime with an error of 24 s for an operational runtime of 905 s. The operational lifetime of the system was 242 h and 45 h, respectively, for BLE and Wi-Fi. An optimized software was introduced to decrease power consumption. The optimized version was estimated to have an operational lifetime of 1540 h for BLE, which did not reach the wanted lifetime of 3000 h set by Atlas Copco. Hence, I conclude that the hardware, Wemos ESP32, used in the thesis, is not feasible for this solution. Simpler hardware, than the Wemos ESP32, should be used to be able to reach the goal of 3000 h. / De stora framstegen inom dagens teknik förvandlar inte bara vårt dagliga liv det förändrar också tekniken inom industrin. Den nya tekniken möjliggör framsteg så som Internet of Moving Things (IOMT), vilket leder till nya utmaningar. IoMT jämfört med Internet of Things (IoT) lägger till ytterligare utmaningar att lösa så som lokalisering. För att kunna använda IoMT inom tillverkningsindustrin måste ett flertal problem hanteras så som strömförbrukning, pris och noggrannhet på lokaliseringen, datahantering och storlek på systemet. I denna masteruppsatts gör jag en utvärdering av ett nytt sensorsystem för luftdrivna slipmaskiner. Detta sensorsystem rapporterar data från slipmaskinen till molnet och rapporterar positionen av utrustningen. Fokuset på uppsatsen var att optimera lokaliseringsalgoritmen och minska strömförbrukningen för systemet. Lokaliseringen av slipmaskinen gjordes med en ny och förbättrad algoritm, Ring Error Difference System (REDS), som jag introducerar i avhandlingen. Algoritmen förbättrade den tidigare kända RSSI-baserade iRingLA från 2,91 m till 2,33 m med Bluetooth Low Energy (BLE) och från 3,99 m till 2,84 m för Wi-Fi. Det slutliga systemet kunde uppskatta drifttiden med en avvikelse på 24 s av den verkliga drifttiden, 905 s. Systemets operativa livslängd var 242 timmar och 45 timmar för BLE respektive Wi-Fi. Dessutom infördes en optimerad programvara för att minska strömförbrukningen. Den optimerade versionen beräknades ha en livslängd på 1540 timmar för BLE, vilket inte når den önskade livslängden på 3000 timmar satt av Atlas Copco. Ifrån mitt arbete drar jag slutsatsen att hårdvaran som används i uppsatsen, inte kan användas i en slutlig produkt. En enklare hårdvara än Wemos ESP32 bör användas för att kunna nå målet på 3000 timmar.
18

Enhancing Zigbee Security for Industrial Implementation / Förbättra Zigbee-säkerhet för industriell implementering

Kadhum, Hamza January 2020 (has links)
Zigbee network is a popular choice for deploying low power personal area network (LoWPAN). The application areas vary but the most popular are industrial area monitoring and home automation. But Zigbee has been identified to have weak security and is not applicable for industrial implementation. This paper is collaboration with Ericsson to investigate Zigbee network security and implementation. This paper will cover security solutions for Zigbee and touch on how to configure Zigbee network such that it can operate for a long period of time without battery changes. The security solutions will demonstrate how public-key respective symmetric key algorithm can be used for enhancing Zigbee security such that it provide authentication and authorization of joining devices while maintaining confidentiality and integrity of the network communication. Security solutions will also take regards to the power consumption of each proposed solution. For the network configuration part of the thesis, it will present node lifetime for different network configuration, i.e. how polling period between each message will affect the total cur- rent consumption of a node and how the joining procedure, depending on the security solution will affect the total node lifetime. Achieving longer node lifetime is desired because it is assumed that the network will be deployed in remote and unfavorable areas. The result of this paper compares different solutions for enhancing the security. Further, it concludes that Zigbee security with authentication and authorization of joining devices is reached through secret-splitting key establishment - which is the best solution. This is possible while maintaining low power consumption in the network. / Zigbee nätverk är ett populärt val vid uppsättning av ett nätverk med låg strömförbrukning. Zigbees användningsområde är olika men den är väldigt populär inom industriell områdesövervakning och hemautomation. Däremot har Zigbees säkerhet varit en nackdel, då det har framkommit att den inte möter kraven för industriell användning. Arbetet kom till genom ett samarbete med Ericsson och KTH för att undersöka Zigbee nätverks implementation och säkerhet. Arbetet bearbetar olika säkerhetslösningar för Zigbee nätverk och hur den kan implementeras för att uppnå långtidsanvändning utan batteribyte. Säkerhetslösningar bygger på public-key samt symmetric key kryptografi algoritmer för att förbättra och öka Zigbees säkerhet genom autentisering och tillåtelse av noder som ansluter sig till nätverket. Nätverkets konfiguration för långtidsanvändning redovisas genom att jämföra olika polling tidsintervaller mellan meddelanden. Långtidsanvändning utan batteribyte är viktigt för att nätverket kommer implementeras i ett avlägset område som är svåråtkomlig. Arbetet redovisar och jämföra olika lösningar för att öka säkerheten för Zigbee nätverk. Den optimala lösningen för att uppnå autentisering samt tillåtelse av noder som ansluter sig uppnås med nyckel skapande genom secret-splitting metoden. Metoden följer NIST rekommendationer och anses vara säker, därav uppfyller den kraven för industriell implementation. Nätverkets säkerhet ökar samt bibehåller ett nätverk med låg strömförbrukning.
19

Probabilistic Multi-Modal Data Fusion and Precision Coordination for Autonomous Mobile Systems Navigation : A Predictive and Collaborative Approach to Visual-Inertial Odometry in Distributed Sensor Networks using Edge Nodes / Sannolikhetsbaserad fermodig datafusion och precision samordning för spårning av autonoma mobila system : En prediktiv och kant-samarbetande metod för visuell-inertial navigation i distribuerade sensornätverk

Luppi, Isabella January 2023 (has links)
This research proposes a novel approach for improving autonomous mobile system navigation in dynamic and potentially occluded environments. The research introduces a tracking framework that combines data from stationary sensing units and on-board sensors, addressing challenges of computational efficiency, reliability, and scalability. The work innovates by integrating spatially-distributed LiDAR and RGB-D Camera sensors, with the optional inclusion of on-board IMU-based dead-reckoning, forming a robust and efficient coordination framework for autonomous systems. Two key developments are achieved. Firstly, a point cloud object detection technique, "Generalized L-Shape Fitting”, is advanced, enhancing bounding box fitting over point cloud data. Secondly, a new estimation framework, the Distributed Edge Node Switching Filter (DENS-F), is established. The DENS-F optimizes resource utilization and coordination, while minimizing reliance on on-board computation. Furthermore, it incorporates a short-term predictive feature, thanks to the Adaptive-Constant Acceleration motion model, which utilizes behaviour-based control inputs. The findings indicate that the DENS-F substantially improves accuracy and computational efficiency compared to the Kalman Consensus Filter (KCF), particularly when additional inertial data is provided by the vehicle. The type of sensor deployed and the consistency of the vehicle's path are also found to significantly influence the system's performance. The research opens new viewpoints for enhancing autonomous vehicle tracking, highlighting opportunities for future exploration in prediction models, sensor selection, and precision coordination. / Denna forskning föreslår en ny metod för att förbättra autonom mobil systemsnavigering i dynamiska och potentiellt skymda miljöer. Forskningen introducerar ett spårningsramverk som kombinerar data från stationära sensorenheter och ombordssensorer, vilket hanterar utmaningar med beräkningsefektivitet, tillförlitlighet och skalbarhet. Arbetet innoverar genom att integrera spatialt distribuerade LiDAR- och RGB-D-kamerasensorer, med det valfria tillägget av ombord IMU-baserad dödräkning, vilket skapar ett robust och efektivt samordningsramverk för autonoma system. Två nyckelutvecklingar uppnås. För det första avanceras en punktmolnsobjektdetekteringsteknik, “Generaliserad L-formig anpassning”, vilket förbättrar anpassning av inneslutande rutor över punktmolnsdata. För det andra upprättas ett nytt uppskattningssystem, det distribuerade kantnodväxlingsfltret (DENSF). DENS-F optimerar resursanvändning och samordning, samtidigt som det minimerar beroendet av ombordberäkning. Vidare införlivar det en kortsiktig prediktiv funktion, tack vare den adaptiva konstanta accelerationsrörelsemodellen, som använder beteendebaserade styrentréer. Resultaten visar att DENS-F väsentligt förbättrar noggrannhet och beräknings-efektivitet jämfört med Kalman Consensus Filter (KCF), särskilt när ytterligare tröghetsdata tillhandahålls av fordonet. Den typ av sensor som används och fordonets färdvägs konsekvens påverkar också systemets prestanda avsevärt. Forskningen öppnar nya synvinklar för att förbättra spårning av autonoma fordon, och lyfter fram möjligheter för framtida utforskning inom förutsägelsemodeller, sensorval och precisionskoordinering. / Questa ricerca propone un nuovo approccio per migliorare la navigazione dei sistemi mobili autonomi in ambienti dinamici e potenzialmente ostruiti. La ricerca introduce un sistema di tracciamento che combina dati da unità di rilevazione stazionarie e sensori di bordo, afrontando le sfde dell’effcienza computazionale, dell’affdabilità e della scalabilità. Il lavoro innova integrando sensori LiDAR e telecamere RGB-D distribuiti nello spazio, con l’inclusione opzionale di una navigazione inerziale basata su IMU di bordo, formando un robusto ed effciente quadro di coordinamento per i sistemi autonomi. Vengono raggiunti due sviluppi chiave. In primo luogo, viene perfezionata una tecnica di rilevazione di oggetti a nuvola di punti, “Generalized L-Shape Fitting”, migliorando l’adattamento del riquadro di delimitazione sui dati della nuvola di punti. In secondo luogo, viene istituito un nuovo framework di stima, il Distributed Edge Node Switching Filter (DENS-F). Il DENS-F ottimizza l’utilizzo delle risorse e il coordinamento, riducendo al minimo la dipendenza dal calcolo di bordo. Inoltre, incorpora una caratteristica di previsione a breve termine, grazie al modello di movimento Adaptive-Constant Acceleration, che utilizza input di controllo basati sul comportamento del veicolo. I risultati indicano che il DENS-F migliora notevolmente l’accuratezza e l’effcienza computazionale rispetto al Kalman Consensus Filter (KCF), in particolare quando il veicolo fornisce dati inerziali aggiuntivi. Si scopre anche che il tipo di sensore impiegato e la coerenza del percorso del veicolo infuenzano signifcativamente le prestazioni del sistema. La ricerca apre nuovi punti di vista per migliorare il tracciamento dei veicoli autonomi, evidenziando opportunità per future esplorazioni nei modelli di previsione, nella selezione dei sensori e nel coordinamento di precisione.

Page generated in 0.1896 seconds