Autonominen RC-auto

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli muuttaa normaalisti radio-ohjattava auto itsestään ajavaksi laitteeksi ja samalla tutkia operaation vaatimuksia. Projektin autoon asennettiin pieni tietokone ja autoa muokattiin niin, että se voi ottaa tietokoneelta käskyjä vastaan.

Opinnäytetyön aikana tutkittiin neuroneiden, neuroverkon, konenäön ja verkkotekniikan toimintaa ja tuotiin kaikki yhtenäiseksi kokonaisuudeksi auton autonomian luomiseksi.

Aluksi projektissa luotiin mahdollisuus ohjata autoa tietokoneen välityksellä. Tämän jälkeen autoon asennettiin kamera, jolla mahdollistettiin kuvadatan keräys ajon aikana. Auton kameran suoratoisto tallennettiin auton komentojen kanssa. Komennot ja kuvamateriaali paritettiin keskenään ja siitä luotiin yhtenäinen taulukkoformaattiin perustuva tiedosto, joka oli valmis neuroverkkoon syötettäväksi.

Neuroverkko koulutettiin luodulla datalla, minkä jälkeen auton ja tietokoneen välille luotiin uusi verkkokommunikointisovellus. Tietokoneella otettiin autosta vastaan kuvainformaatiota, joka syötettiin koulutettuun neuroverkkomalliin. Tietokone loi arvauksen saamastaan informaatiosta ja muokkasi sen verkon kautta lähettäväksi dataksi autolle. Auto ottaa komennon vastaan ja suorittaa koneen luomia arvauksia niin kauan kuin malli on käynnissä.

Työn tuloksena syntyi itsestään ajava radio-ohjattava auto. Auto tunnistaa ympäristöstä ajoradan ja kykenee tekemään päätöksiä saamansa datan perusteella.

The goal of the thesis was to create autonomous car in a small form factor and to explore what this operation demands. A small computer was installed in to the car in order to make it able to receive commands via desktop computer.

During the thesis neurons, neural network, machine vision and internet communication was research for creating autonomous vehicle.

A web communication application was created for the car to receive direct commands from the desktop computer. The car was fitted with a camera for data collection. Video stream from the car was saved with commands from the desktop computer. Video stream was merged with driving commands to create array file. This array file was ready to be fed to neural network.

A convolutional neural network (CNN) model was created and trained with collected data. New communication program was created so the CNN and the car were able to communicate. Desktop computer receives video information from the car’s camera and feeds it to the loaded CNN model. CNN then creates a prediction based on that information, reformats it and sends the order for the car to execute. The car continues to receive predictions until either communication program is killed.

The product of the thesis was autonomous vehicle in RC car form factor. The vehicle is capable recognizing road and making decisions based on the data it receives.