A novel coordination framework for multi-robot systems
Çoklu robot sistemleri için orijinal bir koordinasyon yapısı
- Tez No: 556766
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Tek robotlu sistemlerin temel problemlerini çözme konusunda kaydedilen büyük ilerlemeler ile birlikte, birçok araştırmacı odağını, çoklu robot sistemleri (ÇRS) çalışmalarına kaydırdı. Hemen ardından, ÇRS'lerin, tek bir robotun yapması zor, karmaşık veya imkansız olduğu sayılan bazı görevler için mükemmel bir seçim olduğu tespit edildi örnek: mekansal olarak ayrı görevler. Bir grup robotun koordineli hareketinin planılaması ve kontrolü, ÇRS'lerin temel bir araştırma problemidir. ÇRS'lerin yörünge planlama probleminin çözümüne yönelik en sık kullanılan modeller arasında yapay potansiyel alanları ve sanal yay-damper bağları yer almaktadır. Bu metotlar matematiksel olarak sağlam sayılsa da, ürettikleri yollar, robotlar arası çarpışmaların engellendiğini garanti etmemektedir. Bu durum özellikle de robotların dinamikleri, holonomik olmayan kısıtlamaları ve karmaşık geometrileri dikkate alındığında geçerlidir. Bu tezde, sanal kabukları kullanarak robotlar arası çarpışmayı önleyen yeni ve biyo-ilhamlı bir sistem sunulmaktadır. Bu sistem yüksek seviyeli yörünge planlayıcıya entegre edilmiştir. Bu sayede, düşük seviyeli kontrollerin izleyebileceği güvenli yörüngeler üretilebilmektedir. Robotların hareket kontrolü, tasarlanan hiyerarşik sanal girişler tabanlı kontroller ile sağlanmıştır. Kavram kanıtlama sürecinde kullanılan, iki ve üç boyutlu ortamlarda çeşitli koordineli görev senaryoları sunulmuştur. Üç, dört, beş ve on holonomik olmayan mobil robot grupları ile üç ve beş quadrotor İHA grupları üzerinde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen genel koordinasyon yapısının performansı, ümit verici sonuçları ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Having made great progress tackling the basic problems concerning single-robot systems, many researchers shifted their focus towards the study of multi-robot systems (MRS). MRS were shortly found to be a perfect fit for tasks considered to be hard, complex or even impossible for a single robot to perform, e.g. spatially separate tasks. One core research problem of MRS is robots' coordinated motion planning and control. Artificial potential fields (APFs) and virtual spring-damper bonds are among the most commonly used models to attack the trajectory planning problem of MRS coordination. However, although mathematically sound, these approaches fail to guarantee inter-robot collision-free path generation. This is particularly the case when robots' dynamics, nonholonomic constraints and complex geometry are taken into account. In this thesis, a novel bio-inspired collision avoidance framework via virtual shells is proposed and augmented into the high-level trajectory planner. Safe trajectories can hence be generated for the low-level controllers to track. Motion control is handled by the design of hierarchical controllers which utilize virtual inputs. Several distinct coordinated task scenarios for 2D and 3D environments are presented as a proof of concept. Simulations are conducted with groups of three, four, five and ten nonholonomic mobile robots as well as groups of three and five quadrotor UAVs. The performance of the overall improved coordination structure is verified with very promising results.
Benzer Tezler
- An integrated planning, scheduling and execution framework for multi-robot cooperation and coordination
Çoklu-robotların ortak calışması ve koordinasyonu için tümleşik bir planlama, görev atama ve yürütme mimarisi
SANEM SARIEL
Doktora
İngilizce
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. TUCKER BALCH
PROF.DR. NADİA ERDOĞAN
- Coordination of the activities of the members of a self determining swarm robotics team
Kendi kendine karar veren robotlardan oluşan bir sürünün toplu hareketlerinin koordinasyonu
KÜBRA KARADAĞ
Doktora
İngilizce
2024
Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR TAMER
- Düzensiz örneklemeli sistemlerin kontrolü
Control of nununiformly sampled systems
UFUK SEVİM
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- A new approach to satellite communication: Harnessing the power of reconfigurable intelligent surfaces
Uydu iletisimine yeni bir yaklaşım: Yeniden yapılandırılabı̇lı̇r akıllı yüzeylerden faydalanma
KÜRŞAT TEKBIYIK
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Structural characterization of Ge-As-S chalcogenide glasses and understanding structural relaxation in oxide glasses
Başlık çevirisi yok
SEZEN SOYER