Graph-based slam and navigation in a simulated environment and buoy classification using YOLO for an Autonomous Surface Vessel

Abstract

AutoDrone konkurransen er et nasjonalt maritimt robotikk event holdt av Universitetet i Sør-Øst Norge (USN) og er holdt i Horten, Norge. Konkurransen er åpen for fullstendig autonome og ubenammede båter innen gitte dimensjonelle krav satt av avholder. NTNU ønsker å ha en representant i den nye konkurranen. Gruppemedlemmene på dette prosjektet øsnker at studenter som deltar i lignende prosjekter kan starte utvikling av programvare i en raskere rate slik at de får et bedre produkt å representere NTNU med.

Denne avhandlingen sikter til å utvikle deler av en robot som møter ingangskravene til konkuransen. I tillegg sikter denne avhandlignen til å hjelpe studenter av neste årskull til å komme lettere og raskere i gang med utvikling av programvare relatert til konkurransen.

Resultatene viser at deler av en ASV kan bli utviklet fra fjernt og at simulerte miljøer kan bli brukt for testing og utvikling av programvare for ASVer som skal delta i konkurransen. Dette prosjektet viser et solid grunnlag for videreutvikling av ASV/USV løsninger som gjør det mulig å delta og konkurere blant de andre universitetene som er møtende på AutoDrone. I tillegg viser dette prosjektet mulighetene man tjenerer ved å teste og utvikle i et simulert miljø, hvilke teknologier og løsninger som kan bli brukt til å konkstruere en fullstendig autonom båt.

The AutoDrone competition is a national maritime robotics event hosted by the University of South-Eastern Norway (USN) and is held in Horten, Norway. The competition is open to fully unmanned and autonomous boats within dimensional bounds set by the host. NTNU wishes to have a representative in this new yearly competition. The group members of this project wishes that students who participate in similar projects can start development at a faster rate in order to produce a better fleet for the NTNU representative.

This thesis aims to develop parts of a robot that can fit the criteria of entrance and compete at this event. In addition, the thesis aims to help the next years students to more easily test and begin development of software related to this competition.

The results showcased that parts of an ASV can be developed remotely and that a simulated environment can be used for testing and development of software regarding ASVs for the AutoDrone competition. This project shows a solid foundation for further development of ASV/USV solutions able to compete amongst the other universities attending AutoDrone. In addition, this project shows some of the different possibilities gained from testing and developing in a simulated environment, what technologies and solutions could be used to create a fully autonomous boat.