{"id":{"repo_id":"athens","oai_identifier":"oai:lib.uoa.gr:uoadl:5359122"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/athens/oai:lib.uoa.gr:uoadl:5359122","repository":{"repo_id":"athens","name":"National and Kapodistrian University of Athens","base_url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/frontend/oaipmh"},"display":{"title":"Design and Implementation of a “Ground Control Station” for Autonomous UAV Landing on Moving Targets","abstract":"Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας εφαρμογής ενός «Σταθμού Ελέγχου Εδάφους» (Ground Control Station – GCS), η οποία επιτρέπει τόσο τον χειροκίνητο έλεγχο ενός Parrot Anafi drone, όσο και την αυτόνομη προσγείωσή του σε κινούμενο στόχο. Το σύστημα που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί ένα «standard» Parrot Anafi drone, καθώς και ένα Unitree Go1 τετράποδο ρομπότ το οποίο λειτουργεί ως ο κινούμενος στόχος προσγείωσης. Ο GCS δημιουργεί μια ζεύξη επικοινωνίας Wi-Fi με το drone, επιτρέποντας τη συνεχή λήψη δεδομένων τηλεμετρίας και βίντεο από το drone σε πραγματικό χρόνο, ενώ ταυτόχρονα αποστέλλει σε αυτό εντολές χειρισμού. Γίνεται επεξεργασία της εισερχόμενης ροής βίντεο από έναν αλγόριθμο ανίχνευσης αντικειμένων, ο οποίος βασίζεται στην αρχιτεκτονική Συνελικτικών Νευρωνικών Δικτύων (CNN), με χρήση του οποίου εντοπίζεται ο στόχος προσγείωσης. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα του εντοπισμού αυτού, μεταβιβάζονται στο υποσύστημα παρακολούθησης (tracking), το οποίο γεφυρώνει τις δύο διαστάσεις (2D) απεικόνισης του βίντεο με την τρισδιάστατη (3D) κίνηση του drone στον χώρο. Υπολογίζει την απόσταση μεταξύ του drone και του στόχου, σφάλματα ευθυγράμμισης, καθώς και την ταχύτητα του στόχου. Τέλος, μέσω μιας λογικής ελέγχου διαχωρίζεται η διαδικασία προσγείωσης σε διακριτές φάσεις. Σε κάθε φάση, με χρήση ελεγκτών PID υπολογίζονται οι απαιτούμενες εντολές ελέγχου, οι οποίες αποστέλλονται στη συνέχεια στους ενεργοποιητές (actuators) του drone. Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε παρέχει μια πλήρη διεπαφή για την παρακολούθηση και τον έλεγχο του drone σε πραγματικό χρόνο. Ο GCS προβάλλει ζωντανά βίντεο, δεδομένα τηλεμετρίας, καθώς και εσωτερικούς υπολογισμούς ελέγχου που χρησιμοποιούνται καθ’ όλη τη διάρκεια της αυτόνομης προσγείωσης, επιτρέποντας έτσι στον χειριστή να ελέγχει ταυτόχρονα τη λειτουργία του συστήματος. Επιπλέον, παρέχονται μηχανισμοί παράκαμψης ασφαλείας (safety override), δυνατότητα χειροκίνητου χειρισμού του drone, καθώς και ειδικές εντολές για την έναρξη ή/και τον τερματισμό της διαδικασίας αυτόνομης προσγείωσης. Συνεπώς, ο GCS λειτουργεί ως μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα παρακολούθησης και ελέγχου, υποστηρίζοντας τόσο την χειροκίνητη, όσο και την πλήρως αυτόνομη λειτουργία, με δυνατότητα επίβλεψης και παρακολούθησης.","abstract_html":"Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας εφαρμογής ενός «Σταθμού Ελέγχου Εδάφους» (Ground Control Station – GCS), η οποία επιτρέπει τόσο τον χειροκίνητο έλεγχο ενός Parrot Anafi drone, όσο και την αυτόνομη προσγείωσή του σε κινούμενο στόχο. Το σύστημα που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί ένα «standard» Parrot Anafi drone, καθώς και ένα Unitree Go1 τετράποδο ρομπότ το οποίο λειτουργεί ως ο κινούμενος στόχος προσγείωσης. Ο GCS δημιουργεί μια ζεύξη επικοινωνίας Wi-Fi με το drone, επιτρέποντας τη συνεχή λήψη δεδομένων τηλεμετρίας και βίντεο από το drone σε πραγματικό χρόνο, ενώ ταυτόχρονα αποστέλλει σε αυτό εντολές χειρισμού. Γίνεται επεξεργασία της εισερχόμενης ροής βίντεο από έναν αλγόριθμο ανίχνευσης αντικειμένων, ο οποίος βασίζεται στην αρχιτεκτονική Συνελικτικών Νευρωνικών Δικτύων (CNN), με χρήση του οποίου εντοπίζεται ο στόχος προσγείωσης. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα του εντοπισμού αυτού, μεταβιβάζονται στο υποσύστημα παρακολούθησης (tracking), το οποίο γεφυρώνει τις δύο διαστάσεις (2D) απεικόνισης του βίντεο με την τρισδιάστατη (3D) κίνηση του drone στον χώρο. Υπολογίζει την απόσταση μεταξύ του drone και του στόχου, σφάλματα ευθυγράμμισης, καθώς και την ταχύτητα του στόχου. Τέλος, μέσω μιας λογικής ελέγχου διαχωρίζεται η διαδικασία προσγείωσης σε διακριτές φάσεις. Σε κάθε φάση, με χρήση ελεγκτών PID υπολογίζονται οι απαιτούμενες εντολές ελέγχου, οι οποίες αποστέλλονται στη συνέχεια στους ενεργοποιητές (actuators) του drone. Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε παρέχει μια πλήρη διεπαφή για την παρακολούθηση και τον έλεγχο του drone σε πραγματικό χρόνο. Ο GCS προβάλλει ζωντανά βίντεο, δεδομένα τηλεμετρίας, καθώς και εσωτερικούς υπολογισμούς ελέγχου που χρησιμοποιούνται καθ’ όλη τη διάρκεια της αυτόνομης προσγείωσης, επιτρέποντας έτσι στον χειριστή να ελέγχει ταυτόχρονα τη λειτουργία του συστήματος. Επιπλέον, παρέχονται μηχανισμοί παράκαμψης ασφαλείας (safety override), δυνατότητα χειροκίνητου χειρισμού του drone, καθώς και ειδικές εντολές για την έναρξη ή/και τον τερματισμό της διαδικασίας αυτόνομης προσγείωσης. Συνεπώς, ο GCS λειτουργεί ως μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα παρακολούθησης και ελέγχου, υποστηρίζοντας τόσο την χειροκίνητη, όσο και την πλήρως αυτόνομη λειτουργία, με δυνατότητα επίβλεψης και παρακολούθησης.","abstract_has_math":false,"creators":["Γεωργόπουλος Γεώργιος","Georgopoulos Georgios"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":[],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":2026,"date_issued":"2026","date_published":"2026","updated_at":"2026-07-24T01:01:49Z","subjects":["Θετικές Επιστήμες","Science"],"languages":["English"],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[{"key":"dc:identifier","label":"Identifier","values":["uoadl:5359122"],"render_values":[{"text":"uoadl:5359122","href":null,"code":true}]}]},"links":{"outbound_url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5359122","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"dc:identifier"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Γεωργόπουλος Γεώργιος","Georgopoulos Georgios"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:date","label":"Dc Date","values":["2026"]},{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["born_digital_postgraduate_thesis","Διπλωματική Εργασία","Postgraduate Thesis"]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["Θετικές Επιστήμες","Science"]}]},{"id":"language_rights","label":"Language and Rights","entries":[{"key":"dc:language","label":"Dc Language","values":["English"]}]},{"id":"identifiers","label":"Identifiers","entries":[{"key":"dc:identifier","label":"Identifier","values":["uoadl:5359122","https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5359122"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description","label":"Description","values":["Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας εφαρμογής ενός «Σταθμού Ελέγχου Εδάφους» (Ground Control Station – GCS), η οποία επιτρέπει τόσο τον χειροκίνητο έλεγχο ενός Parrot Anafi drone, όσο και την αυτόνομη προσγείωσή του σε κινούμενο στόχο. Το σύστημα που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί ένα «standard» Parrot Anafi drone, καθώς και ένα Unitree Go1 τετράποδο ρομπότ το οποίο λειτουργεί ως ο κινούμενος στόχος προσγείωσης. Ο GCS δημιουργεί μια ζεύξη επικοινωνίας Wi-Fi με το drone, επιτρέποντας τη συνεχή λήψη δεδομένων τηλεμετρίας και βίντεο από το drone σε πραγματικό χρόνο, ενώ ταυτόχρονα αποστέλλει σε αυτό εντολές χειρισμού. Γίνεται επεξεργασία της εισερχόμενης ροής βίντεο από έναν αλγόριθμο ανίχνευσης αντικειμένων, ο οποίος βασίζεται στην αρχιτεκτονική Συνελικτικών Νευρωνικών Δικτύων (CNN), με χρήση του οποίου εντοπίζεται ο στόχος προσγείωσης. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα του εντοπισμού αυτού, μεταβιβάζονται στο υποσύστημα παρακολούθησης (tracking), το οποίο γεφυρώνει τις δύο διαστάσεις (2D) απεικόνισης του βίντεο με την τρισδιάστατη (3D) κίνηση του drone στον χώρο. Υπολογίζει την απόσταση μεταξύ του drone και του στόχου, σφάλματα ευθυγράμμισης, καθώς και την ταχύτητα του στόχου. Τέλος, μέσω μιας λογικής ελέγχου διαχωρίζεται η διαδικασία προσγείωσης σε διακριτές φάσεις. Σε κάθε φάση, με χρήση ελεγκτών PID υπολογίζονται οι απαιτούμενες εντολές ελέγχου, οι οποίες αποστέλλονται στη συνέχεια στους ενεργοποιητές (actuators) του drone. Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε παρέχει μια πλήρη διεπαφή για την παρακολούθηση και τον έλεγχο του drone σε πραγματικό χρόνο. Ο GCS προβάλλει ζωντανά βίντεο, δεδομένα τηλεμετρίας, καθώς και εσωτερικούς υπολογισμούς ελέγχου που χρησιμοποιούνται καθ’ όλη τη διάρκεια της αυτόνομης προσγείωσης, επιτρέποντας έτσι στον χειριστή να ελέγχει ταυτόχρονα τη λειτουργία του συστήματος. Επιπλέον, παρέχονται μηχανισμοί παράκαμψης ασφαλείας (safety override), δυνατότητα χειροκίνητου χειρισμού του drone, καθώς και ειδικές εντολές για την έναρξη ή/και τον τερματισμό της διαδικασίας αυτόνομης προσγείωσης. Συνεπώς, ο GCS λειτουργεί ως μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα παρακολούθησης και ελέγχου, υποστηρίζοντας τόσο την χειροκίνητη, όσο και την πλήρως αυτόνομη λειτουργία, με δυνατότητα επίβλεψης και παρακολούθησης.","This thesis presents the design and implementation of a Ground Control Station (GCS) application that enables both manual control of a Parrot Anafi drone as well as its autonomous landing on a moving target. The developed system is implemented using a “standard” Parrot Anafi drone and a Unitree Go1 quadruped robot acting as the dynamic landing target. The GCS establishes a Wi-Fi communication link with the drone, enabling continuous acquisition of telemetry data and real-time video streaming while simultaneously issuing flight control commands. The incoming video stream is processed using a deep learning based object detection algorithm based on Convolutional Neural Network (CNN) architecture, which enables the reliable detection of the landing target. Detection outputs are then passed to a tracking subsystem that converts the 2D visual detections into 3D metric estimates, including distance to target, alignment error, and target velocity. The autonomous landing maneuver is then executed through a structured control logic that segments the landing procedure into distinct operational phases. Within each phase, dedicated PID controllers generate the required control commands which are then forwarded to the drone’s actuators. The developed application provides a complete interface for real-time monitoring and control of the drone. The GCS displays live video feed, telemetry data, and internally computed control metrics used throughout the autonomous landing sequence, allowing the operator to observe system decision-making in real time. The interface also provides manual piloting controls, safety override mechanisms, and dedicated commands for initiating or aborting the autonomous landing sequence. The GCS therefore functions as an integrated monitoring and control platform, supporting both fully autonomous operation and operator-supervised mission execution."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Design and Implementation of a “Ground Control Station” for Autonomous UAV Landing on Moving Targets"]}]}],"canonical_facts":{"dc:creator":["Γεωργόπουλος Γεώργιος","Georgopoulos Georgios"],"dc:date":["2026"],"dc:description":["Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας εφαρμογής ενός «Σταθμού Ελέγχου Εδάφους» (Ground Control Station – GCS), η οποία επιτρέπει τόσο τον χειροκίνητο έλεγχο ενός Parrot Anafi drone, όσο και την αυτόνομη προσγείωσή του σε κινούμενο στόχο. Το σύστημα που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί ένα «standard» Parrot Anafi drone, καθώς και ένα Unitree Go1 τετράποδο ρομπότ το οποίο λειτουργεί ως ο κινούμενος στόχος προσγείωσης. Ο GCS δημιουργεί μια ζεύξη επικοινωνίας Wi-Fi με το drone, επιτρέποντας τη συνεχή λήψη δεδομένων τηλεμετρίας και βίντεο από το drone σε πραγματικό χρόνο, ενώ ταυτόχρονα αποστέλλει σε αυτό εντολές χειρισμού. Γίνεται επεξεργασία της εισερχόμενης ροής βίντεο από έναν αλγόριθμο ανίχνευσης αντικειμένων, ο οποίος βασίζεται στην αρχιτεκτονική Συνελικτικών Νευρωνικών Δικτύων (CNN), με χρήση του οποίου εντοπίζεται ο στόχος προσγείωσης. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα του εντοπισμού αυτού, μεταβιβάζονται στο υποσύστημα παρακολούθησης (tracking), το οποίο γεφυρώνει τις δύο διαστάσεις (2D) απεικόνισης του βίντεο με την τρισδιάστατη (3D) κίνηση του drone στον χώρο. Υπολογίζει την απόσταση μεταξύ του drone και του στόχου, σφάλματα ευθυγράμμισης, καθώς και την ταχύτητα του στόχου. Τέλος, μέσω μιας λογικής ελέγχου διαχωρίζεται η διαδικασία προσγείωσης σε διακριτές φάσεις. Σε κάθε φάση, με χρήση ελεγκτών PID υπολογίζονται οι απαιτούμενες εντολές ελέγχου, οι οποίες αποστέλλονται στη συνέχεια στους ενεργοποιητές (actuators) του drone. Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε παρέχει μια πλήρη διεπαφή για την παρακολούθηση και τον έλεγχο του drone σε πραγματικό χρόνο. Ο GCS προβάλλει ζωντανά βίντεο, δεδομένα τηλεμετρίας, καθώς και εσωτερικούς υπολογισμούς ελέγχου που χρησιμοποιούνται καθ’ όλη τη διάρκεια της αυτόνομης προσγείωσης, επιτρέποντας έτσι στον χειριστή να ελέγχει ταυτόχρονα τη λειτουργία του συστήματος. Επιπλέον, παρέχονται μηχανισμοί παράκαμψης ασφαλείας (safety override), δυνατότητα χειροκίνητου χειρισμού του drone, καθώς και ειδικές εντολές για την έναρξη ή/και τον τερματισμό της διαδικασίας αυτόνομης προσγείωσης. Συνεπώς, ο GCS λειτουργεί ως μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα παρακολούθησης και ελέγχου, υποστηρίζοντας τόσο την χειροκίνητη, όσο και την πλήρως αυτόνομη λειτουργία, με δυνατότητα επίβλεψης και παρακολούθησης.","This thesis presents the design and implementation of a Ground Control Station (GCS) application that enables both manual control of a Parrot Anafi drone as well as its autonomous landing on a moving target. The developed system is implemented using a “standard” Parrot Anafi drone and a Unitree Go1 quadruped robot acting as the dynamic landing target. The GCS establishes a Wi-Fi communication link with the drone, enabling continuous acquisition of telemetry data and real-time video streaming while simultaneously issuing flight control commands. The incoming video stream is processed using a deep learning based object detection algorithm based on Convolutional Neural Network (CNN) architecture, which enables the reliable detection of the landing target. Detection outputs are then passed to a tracking subsystem that converts the 2D visual detections into 3D metric estimates, including distance to target, alignment error, and target velocity. The autonomous landing maneuver is then executed through a structured control logic that segments the landing procedure into distinct operational phases. Within each phase, dedicated PID controllers generate the required control commands which are then forwarded to the drone’s actuators. The developed application provides a complete interface for real-time monitoring and control of the drone. The GCS displays live video feed, telemetry data, and internally computed control metrics used throughout the autonomous landing sequence, allowing the operator to observe system decision-making in real time. The interface also provides manual piloting controls, safety override mechanisms, and dedicated commands for initiating or aborting the autonomous landing sequence. The GCS therefore functions as an integrated monitoring and control platform, supporting both fully autonomous operation and operator-supervised mission execution."],"dc:identifier":["uoadl:5359122","https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5359122"],"dc:language":["English"],"dc:subject":["Θετικές Επιστήμες","Science"],"dc:title":["Design and Implementation of a “Ground Control Station” for Autonomous UAV Landing on Moving Targets"],"dc:type":["born_digital_postgraduate_thesis","Διπλωματική Εργασία","Postgraduate Thesis"]},"updated_at":"2026-07-24T01:01:49Z"}