Real-time simultaneous localization and mapping of mobile robots
Mobil robotlarda gerçek zamanlı eşzamanlı lokalizasyon ve haritalama
- Tez No: 251244
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu çalışmanın amacı çeşitli algılayıcılara sahip mobil robot ile kapalı, bilinmeyen ortamların haritasını çıkarmak ve aynı zamanda robotun kendini bulunduğu ortam içinde konumlandırmasıdır.Yapılan çalışmada robotun çevre ile olan etkileşimi kızılötesi ve ultrasonik algılayıcılar ile sağlanmaktadır. Ultrasonik algılayıcılar ucuz ve başarılı bir algılayıcı tipi olmasının yanında, yapısından kaynaklanan problemlerden dolayı çalışması zor olan algılayıcı tiplerinden biridir.Yapılan çalışmalar sırasında bu problemlerin en az seviyeye indirilmesi sağlanmıştır. Kızılötesi algılayıcılar ise yakın mesafeden yaptıkları doğru ölçümlerden dolayı çarpışma önleyici güvenlik sistemi amaçlı kullanılmıştır.Ortam haritasının çıkarılmasında ultrasonik mesafe ölçerler ve dijital pusula kullanılmıştır. Bununla birlikte robotun konumunun takip edilebilmesi için robotun üzerinde enkoderli motorlar kullanılmıştır.Robotun konumlandırılması ve harita çıkarma doğruluğu büyük ölçüde tasarımda kullanılan algılayıcı ve eyleyicilere bağlıdır. Algılayıcı ve eyleyicilerin seçiminde boyutları, doğrulukları ve mikroişlemci ile olan arayüzleri dikkate alınmıştır. Algılayıcılar tarafından ölçülen veriler mikroişlemci tarafından alınıp işlenmekte ve daha karmaşık hesaplama, bilgi depolama, konumlandırma, harita çıkarma işlemi yapacak olan bilgisayara kablosuz RF iletişimi ile aktarılmaktadır.Robotun haritalama algoritmasını test etmek amacıyla çeşitli şekillerden oluşan deneysel ortamlar oluşturulmuştur. Bu ortamlarda yapılan deneyler sonucunda, robotun ortamı keşfi sırasında yaptığı dönüşlerde paletlerinin az miktarda kaydığı görülmüştür. Bu kayma sonucunda az miktarda odometry hatası oluşmaktadır. Bu odometry hatalarının birikerek artması da oluşturulan haritada ve robotun harita üzerindeki konumunda hatalar oluşturmaktadır. Bu hataları en aza indirmek veya yoketmek için robotun paletlerinin yüzeyi pürüzlendirebilir, robotun kaymasını önleyici frenleme algoritmaları geliştirilebilir veya varolan sensörlere ek olarak daha hassas başka sensörler kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is localization and mapping of the unknown indoor environments using mobile robot that have various sensors. The mobile robot provides interaction with the surroundings by using infrared and ultrasonic sensors. The ultrasonic sensors are cheap and successful but also they have some problem arise from the structure of them.These problems are reduced to the lower level during the study. Infrared sensors perform accurate measurements from the closer range therefore they are used for collision avoidance security purposes.Environment mapping is generated by using ultrasonic range finders and digital compass. In addition to this, to observe the localization of the robot, motors with encoders are used.Localization of the robot and accuracy of mapping are mostly related to used sensors and actuators of the robot design. The selection of the sensors and the actuators are considered according to their sizes, accuracies, interfaces to the microprocessor. Data measured by the sensors that is received and processed at the microprocessor. Then, data processed by the microprocessor is sent to the remote computer via RF communication for the complicated computation, data storage, localization and generating map.Experimental environments that have different shapes are set up so as to test the map generation algorithm of the robot. According to the experiment results, tracks of the robot slips a little at the time of the robot turnings. Due to this slippage, odometry error occures. The accumulation of odometry errors causes errors on the generated map and the robot localization in the map. To minimize or destroy these errors on the map, the track surfaces of the robot can be roughened, slippage preventive brake algorithms can be developed or in addition to the sensors on the board, more sensitive sensors can be used to improve the odometry.
Benzer Tezler
- Localization of six-legged mini robots and mapping
Altı bacaklı robotlarda konum tespiti ve haritalama
BÜLENT KAPLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. LEVENT OVACIK
- Performance comparison of point and plane features for SLAM
SLAM uygulamasında nokta ve düzlem özelliklerinin performans karşılaştırması
MÜCAHİT YÖRÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKAY ULUSOY PARNAS
- Çoklu robot sistemlerinin formasyon kontrolü için dinamik engellerden kaçınma algoritmasının geliştirilmesi
Development of dynamic obstacle avoidance algorithm for formation control of multi-robot systems
ZEHRA TÜFEKÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN ERDEMİR
- Güncel görüntüye dayalı eş zamanlı konumlama ve haritalama yöntemlerinin farklı veri kümeleri üzerindeki performans analizi
Performance analysis of state of the art visual simultaneous localization and mapping methods on different datasets
ÖMER FARUK YANIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKKI ALPARSLAN ILGIN
- A social navigation approach for mobile assistant robots
Asistan mobil robotlar için sosyal bir navigasyon yaklaşımı
HASAN KIVRAK
Doktora
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE KÖSE