https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/3 2026-04-04T10:55:12Z https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160130 Roboto trajektorijos valdymas dirbtinio intelekto sistema suliejant jutiklių signalus Ušinskis, Vygantas Disertacijoje nagrinėjama lokalios robotų navigacijos problema, kai realiuoju laiku apdorojami jutiklių duomenys darbinei aplinkai įvertinti ir adaptyviai judėjimo trajektorijai generuoti. Tyrimų objektas – mobiliųjų robotų lokalios navigacijos sistema su jutiklių signalų suliejimu, skirta naudoti tuneliuose ir kanaluose. Navigacija suskirstoma į keturias dalis: aplinkos įvertinimą, lokalizaciją, kelio planavimą ir judesio vykdymą. Lokalizacijos technologijų analizė leidžia parinkti efektyvų jutiklių rinkinį kliūtims aptikti, o heuristiniai ir dirbtinio intelekto metodai suteikia galimybę generuoti optimalią trajektoriją, išvengiant susidūrimų ir išlaikant judėjimo tikslą. Darbe sprendžiama navigacijos ir kliūčių aptikimo problema žmogui neprieinamuose plotuose, naudojant ekonomišką aktyviųjų ir pasyviųjų jutiklių rinkinį, o eksperimentiškai įvertinamas sukurtos sistemos veiksmingumas. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, išvados, literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvade aprašoma problema, jos aktualumas, tyrimo tikslas, uždaviniai, metodika, mokslinis naujumas, praktinė reikšmė ir ginamieji teiginiai. Taip pat pateikiamos autoriaus publikacijos ir darbo struktūra. Pirmajame skyriuje pateikiama literatūros analizė: globalių ir lokalių kelio planavimo metodų apžvalga, lokalizacijos technologijos ir jų kombinacijos, jutiklių signalų suliejimo metodai bei veiksniai, lemiantys patikimą navigaciją. Skyriaus pabaigoje suformuluojami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašoma sukurta tunelių autonominės navigacijos tyrimų metodika: raudonos, žalios ir mėlynos (RGB) kanalų kameros ir lazerių pagrindu veikiančios optinės kliūčių atpažinimo sistemos principai, jutiklių signalų suliejimas, modifikuotos vektorinių laukų histogramos metodo ir mašininio mokymosi taikymas. Trečiajame skyriuje pateikiami tyrimų rezultatai: optinės sistemos eksperimentai, kelio planavimo simuliacijos, mašininio mokymosi metodo ir modifikuoto vektorinių laukų histogramos (VFH) palyginimas bei roboto prototipo išbandymas laboratorijoje. Disertacijos tema paskelbti 5 straipsniai: trys – žurnaluose, įtrauktuose į Web of Science duomenų bazę, du – mokslinių konferencijų leidiniuose. Disertacijos tema perskaityti 5 pranešimai konferencijose Lietuvoje ir užsienyje.; The dissertation examines the problem of local robot navigation, where sensor data must be processed in real time to assess the environment and generate an adaptive motion trajectory. The research object is a local navigation system with sensor fusion for mobile robots operating in tunnels and confined channels. Navigation is divided into four parts: environment assessment, localisation, path planning, and motion execution. The analysis of localisation technologies enables the selection of an effective sensor set for obstacle detection. Heuristic and artificial intelligence methods allow generating an optimal trajectory that avoids collisions and maintains the goal. The work addresses navigation and obstacle detection in human-inaccessible environments using a cost-efficient combination of active and passive sensors, with experimental validation of the system’s performance. The dissertation consists of an introduction, three main chapters, conclusions, references, and a list of the author’s scientific publications on the topic of the dissertation. The introduction presents the problem, relevance, research objective and tasks, methodology, scientific novelty, practical significance, and defended statements, as well as the author’s publications and the structure of the dissertation. The First Chapter presents a literature review, including an overview and comparison of global and local path-planning methods, localisation technologies and their combinations, and sensor-fusion approaches used in mobile robots. Key factors affecting reliable navigation are identified, forming the basis for the dissertation tasks. The Second Chapter describes the developed research methodology for autonomous tunnel navigation: the operating principles of the red, green and blue (RGB) channel-camera- and laser-based optical obstacle detection system, sensor-fusion techniques, and the application of modified Vector Field Histogram (VFH) and machine-learning-based path-planning methods. The Third Chapter presents the research results: optical system experiments, path-planning simulations, a comparison between machine-learning and modified VFH methods, and the testing of the constructed robot prototype in a laboratory environment. Five research papers have been published on the topic of the dissertation: three in journals indexed in the Web of Science database, and two in conference proceedings. Additionally, five conference presentations related to the dissertation topic have been delivered in Lithuania and abroad. 2026-01-01T00:00:00Z https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160074 Aeroterminio šilumos siurblio garintuvo užšalimo procesų tyrimai dinaminėmis aplinkos sąlygomis Kropas, Tomas Disertacijoje nagrinėjamas aeroterminio šilumos siurblio (angl. air-source heat pump – ASHP) garintuvo veikimas ir užšalimo procesai esant dinamiškoms klimato sąlygoms. Tyrimo aktualumas grindžiamas didėjančiu tokių šilumos siurblių taikymu energijos tvarumo kontekste, ypač šaltuoju metų sezonu, kai dėl žemų temperatūrų ir aukštos absoliutinės lauko oro drėgmės formuojasi šerkšnas ant garintuvo šilumokaičio, mažinantis aeroterminio šilumos siurblio efektyvumą. Pagrindinis darbo tikslas – ištirti orinio šilumos siurblio veikimą šaltuoju metų laiku ir sukurti dinaminį modelį, integruojantį garintuvo atitirpinimo vertinimo metodiką, įgalinančią nustatyti užšalimo įtaką sezoniniam šilumos siurblio efektyvumui. Disertacijoje sprendžiami šie uždaviniai: įvertinti šerkšno vertinimo ir mažinimo priemones, atlikti eksperimentinius tyrimus skirtingomis aplinkos sąlygomis, sukurti veikimo vertinimo metodiką ir dinaminį aeroterminio šilumos siurblio modelį nestacionariųjų (laike kintančių) procesų sistemų modeliavimo įrankio (angl. Transient System Simulation Tool) – TRNSYS aplinkoje. Taikomi termodinaminės, parametrinės bei sisteminės analizės metodai, kurie derinami su eksperimentiniais tyrimais ir dinaminiu modeliavimu. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, literatūros šaltiniai, autoriaus mokslinių publikacijų disertacijos tema sąrašas. Pirmajame skyriuje pateikiama aeroterminio šilumos siurblio veikimo ir garintuvo užšalimo problemos literatūros apžvalga. Antrajame – eksperimentinių tyrimų metodika, stendo aprašymas ir dinaminio modelio sudarymo bei logikos metodinis pagrindas. Trečiajame – analizuojami eksperimentinių tyrimų duomenys, pateikiami sukurto dinaminio modelio TRNSYS aplinkoje rezultatai, kartu apimantys modelio validaciją ir modelio taikymą skirtingo klimato atvejais. Disertacijos mokslinis naujumas grindžiamas: eksperimentiniu šerkšno formavimosi tyrimu realiomis sąlygomis, šerkšno vertinimo metodikos kūrimu ir jos integravimu į dinaminį TRNSYS modelį, leidžiantį prognozuoti aeroterminio šilumos siurblio veikimą įvairiomis klimato sąlygomis ar esant skirtingam pačio šilumos siurblio veikimo režimui. Praktinė reikšmė – galimybė pritaikyti modelį projektuojant sistemas ir prognozuojant jų veikimą net esant nepakankamiems gamintojo duomenims. Disertacijos tema paskelbta 9 mokslinių publikacijų, iš kurių 2 – leidiniuose, referuojamuose Web of Science duomenų bazėje, o tyrimų rezultatai pristatyti 4 mokslinėse konferencijose, iš kurių 3 vyko Lietuvoje ir viena užsienyje.; The dissertation examines the operation of the evaporator in an air–source heat pump (ASHP) and freezing processes under dynamic climatic conditions. The relevance of the research stems from the increasing application of such heat pumps in the context of energy sustainability, especially during the cold season, when low temperatures and high absolute outdoor air humidity can cause frost to form on the evaporator heat exchanger, reducing the efficiency of the air–source heat pump. The main objective of the work is to investigate the operation of an air heat pump during the cold season and to develop a dynamic model integrating an evaporator defrost evaluation methodology to determine the impact of freezing on the heat pump’s seasonal efficiency. The following tasks are addressed in the dissertation: to evaluate frost assessment and mitigation measures, to perform experimental investigations under different environmental conditions, to develop an operational evaluation methodology and a dynamic air–source heat pump model in the environment of the transient (time–varying) process systems modelling tool (Transient System Simulation Tool) – TRNSYS. Thermodynamic, parametric, and system analysis methods are applied, combined with experimental investigations and dynamic modelling. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general conclusions, references, and a list of the author’s scientific publications on the topic of the dissertation. The First Chapter presents a literature review on the operation of the air–source heat pumps and the problem of evaporator freezing. The Second Chapter describes the methodology of experimental investigations, the test bench, and the methodological basis for the development and logic of the dynamic model. The Third Chapter analyses the data of the experimental investigations. It presents the results of the developed dynamic model in the TRNSYS environment, including model validation and application of the model under different climatic conditions. The scientific novelty of the dissertation is based on experimental investigation of frost formation under real conditions, development of a frost assessment methodology and its integration into a dynamic TRNSYS model, enabling prediction of air–source heat pump performance under different climates or different operating modes of the heat pump itself. The practical significance lies in the possibility of applying the model to system design and performance prediction even with insufficient manufacturer data. The topic of the dissertation has been published in nine scientific publications, of which two are in journals indexed in the Web of Science database, and the research results have been presented at four scientific conferences, three of which were held in Lithuania and one abroad. 2026-01-01T00:00:00Z https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160055 Miesto dviračių eismo srautų modeliavimas atsižvelgiant į susisiekimo infrastruktūros saugumą Zabielaitė-Skirmantė, Miglė Disertacijoje nagrinėjama dviračių susisiekimo infrastruktūros sprendinių įtaka subjektyviam eismo saugumui ir dviračių eismo srautų prognozavimo metodikų taikymo galimybės miesto gatvėse. Pagrindiniai tyrimo objektai – dviračių infrastruktūros sprendinių poveikis subjektyviam saugumo jausmui ir dviračių eismo srautų prognozavimo metodikų taikymas miesto gatvėse. Disertacijos tikslas – nustatyti suvestinės elgsenos ir eskizinio planavimo metodikų tikslumą prognozuojant dviračių eismo srautus miesto gatvėse, panaudojant laisvai prieinamus duomenis, bei nustatyti skirtingų dviračių infrastruktūros sprendinių įtaką prognozuojamiems dviračių eismo srautams subjektyvios saugos atžvilgiu. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: kiekybiškai įvertinta subjektyvaus saugumo įtaka prognozuojamiems dviračių eismo srautams ir atliktas dviračių eismo srautų prognozavimas, taikant suvestinės elgsenos bei eskizinio planavimo metodikas, naudojant laisvai prieinamus duomenis. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai ir trys priedai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autorės paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje apžvelgiami dviračių susisiekimo infrastruktūros planavimo principai, dviračių eismo srautų duomenų gavimo būdai ir bazės, analizuojamos dviračių eismo srautų prognozavimo metodikos, jų taikomi duomenys ir tikslumas. Antrajame skyriuje aprašomi atlikti teoriniai tyrimai, analizuojamas subjektyvaus saugumo taikymas Lietuvos kontekste, pateikiamas jo kiekybinis įvertinimas, pristatomi rezultatai ir eksperimentinio dviračių eismo srautų prognozavimo, tyrimo, vykdymo eiga. Trečiajame skyriuje pateikiami eksperimentinių dviračių eismo srautų tyrimų, atliktų taikant suvestinės elgsenos ir eskizinio planavimo metodikas, rezultatai bei jų analizė ir metodikų tikslumo vertinimas. Disertacijos tema paskelbti 7 straipsniai: trys – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazę, turinčiuose citavimo indeksą, vienas – recenzuojamuose tarptautinių konferencijų straipsnių rinkiniuose ir trys – kitose tarptautinių ir respublikinių konferencijų leidiniuose. Disertacijos tema perskaityti 4 pranešimai Lietuvos konferencijose ir 3 kitų šalių konferencijose.; The dissertation examines the impact of bicycle infrastructure solutions on subjective traffic safety and the possibilities of applying bicycle traffic flow forecasting methodologies on city streets. The main objects of the research are the impact of bicycle infrastructure solutions on the subjective sense of safety and the application of bicycle traffic flow forecasting methodologies on city streets. The dissertation aims to determine the accuracy of the aggregated behaviour model and sketch plan method in predicting bicycle traffic flows on city streets, using freely available data, and to determine the impact of different bicycle infrastructure solutions on predicted bicycle traffic flows in terms of subjective safety. The work addresses several main tasks: quantitatively assesses the impact of subjective safety on predicted bicycle traffic flows, and performs bicycle traffic flow forecasting using the aggregated behaviour model and the sketch plan method using freely available data. The dissertation consists of an introduction, three main chapters, general conclusions, lists of references and the author’s publications on the dissertation topic, and three appendices. The Introduction discusses the research problem and its relevance, defines the research object, outlines the dissertation’s aim and objectives, describes the research methodology, presents the scientific novelty and practical significance of the results, and introduces the defended statements. The section concludes with a list of the author’s publications and conference presentations related to the dissertation, as well as the structure of the work. The First Chapter reviews the principles of bicycle infrastructure planning, methods and databases for obtaining bicycle traffic flow data, analyses bicycle traffic flow forecasting methodologies, the data they employ and the accuracy. The Second Chapter describes the conducted theoretical studies, analyses the application of subjective safety in the Lithuanian context, provides its quantitative assessment, presents the results, and outlines the procedure of the experimental bicycle traffic flow forecasting study. The Third Chapter presents the results of experimental bicycle traffic flow studies conducted using aggregate behaviour and sketch planning methodologies, as well as their analyses and an evaluation of the accuracy of these methodologies. Seven scientific articles on the dissertation topic have been published: three in journals indexed in the Clarivate Analytics Web of Science database, one in peer-reviewed international conference proceedings, and three in other national and international conference materials. Four presentations on the dissertation topic were given at Lithuanian conferences, and three at conferences abroad. 2026-01-01T00:00:00Z https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160035 Nanopalydovams skirtų nanometrinės skyros pjezoelektrinių sistemų, veikiančių skirtingomis aplinkos temperatūros sąlygomis, kūrimas ir tyrimas Šišovas, Laurynas Disertacijoje nagrinėjamas pjezoelektrinių pavarų taikymas nanopalydovuose. Tyrimo objektas – pjezoelektrinės pavarų sistemos, veikiančios nanometrinio tikslumo režimu, esant temperatūros svyravimams, vibracijoms ir kitoms nanopalydovuose vyraujančiomis sąlygomis. Pagrindinis disertacijos tikslas – sukurti, skaitiškai ir eksperimentiškai ištirti nanometrinės skyros pjezoelektrinę inercinę sukamojo judesio pavarą, kurios taikymo sritis – nanopalydovų posistemės. Tyrime siekiama įvertinti temperatūros įtaką tiriamos pavaros elektromechaninėms charakteristikoms bei jos atsaką į dinamines apkrovas. Siekiant įgyvendinti darbo tikslą, sprendžiami nuoseklūs uždaviniai: atliekama literatūros analizė, identifikuojanti pjezoelektrinių sistemų veikimo principus ir jų taikymą kosminėse misijose; sukuriamas žemosios Žemės orbitos temperatūrinės aplinkos skaitinis modelis, leidžiantis įvertinti elektromechaninių charakteristikų priklausomybę nuo nanopalydovų temperatūrinių profilių; remiantis rezultatais, kuriamas nanometrinės skyros pjezoelektrinės sukamosios pavaros skaitinis modelis ir nustatomos jos charakteristikos; galiausiai eksperimentais įvertinamos sukurto maketo elektromechaninės charakteristikos nanopalydovams būdingomis temperatūrinėmis sąlygomis. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, bendrosios išvados, nagrinėtos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tyrimo problematika, darbo aktualumas, tyrimų objektas, formuluojami darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomos tyrimų metodikos, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė vertė bei ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos mokslinės publikacijos, pranešimai mokslinėse konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje atliekama literatūros analizė, susijusi su nanometrinės skyros pjezoelektrinių sistemų ir jų taikymo kosmoso misijose. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje pristatomas nanopalydovams skirtos nanometrinės skyros pjezoelektrinės sukamojo judesio pavaros konstrukcijos sudarymas, aprašomos jos sudedamosios dalys bei jų tarpusavio ryšiai. Trečiajame ir ketvirtajame skyriuose pateikiami pjezoelektrinių keitiklių skaitinių ir eksperimentinių tyrimų rezultatai, jų analizė ir apibendrinimas. Disertacijos tema paskelbti 3 straipsniai: du – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science sąrašą, vienas – konferencijų leidinyje, referuojamame Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazėje. Disertacijos tema įregistruotas patentas Lietuvos patentų biure. Disertacijos tema perskaityti 6 pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.; The dissertation investigates the application of piezoelectric actuators in nanosatellites. The research object is piezoelectric actuation systems operating at nanometre-level precision under temperature variations, vibrations, and other conditions typical of nanosatellites. The main objective of the dissertation is to develop a nanometre-resolution piezoelectric inertial rotary actuator intended for nanosatellite subsystems and to study it numerically and experimentally. The study aims to evaluate the influence of temperature on the actuator’s electromechanical characteristics and its response to dynamic loads. To achieve the study’s aim, a set of consecutive tasks is carried out: a literature review is performed to identify the operating principles of piezoelectric systems and their applicability in space missions; a numerical model of the Low Earth Orbit thermal environment is developed to assess how electromechanical characteristics depend on nanosatellite temperature profiles; based on these results, a numerical model of a nanometre-resolution piezoelectric rotary actuator is created and its characteristics are determined; and finally, experimental investigations are conducted to evaluate the electromechanical characteristics of the developed prototype under temperature conditions typical for nanosatellites. The dissertation consists of an introduction, four chapters, general conclusions, and lists of the referenced literature and the author’s publications on the dissertation topic. The Introduction discusses the research problem, the relevance of the work, and the research object. It formulates the aim and tasks, describes the research methodology, presents the scientific novelty and practical value of the results, and states the defended propositions. The First Chapter provides a literature analysis related to nanometre-resolution piezoelectric systems and their applications in space missions. The chapter concludes with a summary and refinement of the dissertation objectives. The Second Chapter describes the design of the nanometre-resolution piezoelectric rotary actuator intended for nanosatellites, including its structural composition and the interrelationships among its components. The Third and Fourth Chapters present the numerical and experimental results of piezoelectric transducer investigations, followed by their analysis and generalisation. Three scientific articles have been published on the dissertation topic: two in journals indexed in the Clarivate Analytics Web of Science database and one in conference proceedings, also indexed in the database. A patent related to the dissertation topic has been registered at the Lithuanian Patent Office. Six conference presentations related to the dissertation were delivered in Lithuania and abroad. 2026-01-01T00:00:00Z