Mapping and obstacle avoidance algorithms for quadrotors in the indoor environments
İHA ile GPS kullanmadan ve engellere çarpmadan kapalı alanların haritasının çıkarılması
- Tez No: 612281
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ EMRE TURGUT, DR. ÖĞR. ÜYESİ KUTLUK BİLGE ARIKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Son dönemlerde, otonom uçuş kabiliyetine sahip hava araçlarlarıyla yapılan arama kurtarma operasyonlarına ilgi artmıştır. Geliştirilen tekniklerin büyük kısmı dış mekanlarda kullanılmaya elverişli olduğundan iç mekanlar için geçerli az sayıda teknik bulunmaktadır. Eş zamanlı konum tespiti ve haritalama otonom robotların açık ve kapalı alanlarda gezinim yapmasına olanak veren bir yöntemdir. Açık alanlarda konum tespiti GPS kullanılarak kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Buna karşın kapalı alanlarda GPS kullanılamamaktadır. Bu çalışmada, otonom gezinim yapabilen bir kuadrotor yardımıyla herhangi bir engele çarpmadan kapalı alanların iki boyutlu haritasının çıkartılması hedeflenmiştir. Ultra Geniş-Bant teknolojisi kullanılarak bir lokal konumlandırma sistemi oluşturulmuştur ve bir lazer mesafe ölçer yardımıyla bilinmeyen kapalı alanların haritası çıkartılmıştır. Kapalı alanlarda otonom bir şekilde dolaşırken haritalama yapabilecek yeni bir algoritma tasarlanmış ve sunulmuştur. Bilinen iki gezinim algoritması ile kıyaslamalar yapılarak sunulan algoritmanın performansı ölçülmeye çalışılmıştır. Bu kıyaslama esnasında çeşitli performans kriterlerinden faydalanılmıştır. Bilinen algoritmalardan biri içerisinde engeller barındıran büyük haritalarda direkt olarak başarısız olurken, diğer algoritma haritalama işlemini düzgün bir şekilde gerçekleştirmesine rağmen kıyaslamalar esnasında sunulan yeni algoritmaya yenik düşmüştür. Küçük çaplı haritalarda gerçekleştirilen bazı benzetimlerde algoritmalar benzer sonuçlar elde etmiştir fakat sunulan yeni algoritma harita büyüklüğünden bağımsız olarak görevini her durumda tamamlamış ve aldığı başarılı sonuçlarla rakiplerine üstünlük sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Recently, there has been increased interest for search and rescue missions with autonomous flying vehicles. However, as most of the designed techniques are suitable for outdoors, only a few techniques have been developed for indoors. SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) is a method that allows autonomous robots to navigate in both indoor and outdoor environments. Localization part can be easily performed using a GPS(Global Positioning System) outdoors. On the contrary, GPS cannot be used indoors. In this study, the aim is to obtain 2D map of indoor environments without hitting any obstacles by using a quadrotor that is capable of autonomous navigation. Local positioning system is established with a UWB(Ultra Wide-Band) sensor and a LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging) is used to obtain the map of the unknown indoor environment. A novel algorithm, which maps indoor environments autonomously, is designed and presented. It is compared with two known navigation algorithms with the help of various metrics in order to measure the performance of the presented algorithm. One of the known algorithms directly fails on bigger maps with obstacles while the other one is overtaken by the presented novel algorithm during comparisons although it successfully completes the mapping process. The algorithms have obtained similar results in some simulations on small map. However, the novel algorithm beats the opponents by completing the tasks with better scores regardless of the size of the indoor environments.
Benzer Tezler
- Dağıtık mobil robotlar için yeni bir otonom yol planlama ve engel tespit sisteminin tasarımı
Design of a new path planning and obstacle detection system for distributed mobile robots
GÖKHAN ATALI
Doktora
Türkçe
2018
Mekatronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN SERDAR ÖZKAN
- Designing an obstacle detection and avoidance system using a 2D LIDAR and a stereo camera for autonomous vehicles
Otonom araçlar için 2D LIDAR ve stereo kamera kullanarak engel tespiti ve kaçınma sistemi tasarımı
ZEYNEP YASEMİN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULUS ÇEVİK
- Gezgin robotun görme tabanlı ve gerçek zamanlı olarak engelden sakınımı
Vision based and real time obstacle avoidance of mobile robot
ADEM HİÇDURMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYalova ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM TUNCER
- Developing mobile robot obstacle avoidance methods with model-based and learning-based methods
Mobil robotlarda model tabanlı ve öğrenme tabanlı engelden kaçınma yöntemleri geliştirilmesi
AYKUT ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2023
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- Metasezgisel optimizasyon algoritmaları kullanarak çok rotorlu insansız hava aracı ile faydalı yük al bırak görevi için rota planlama
Path planning for payload pick-drop mission with multi-rotor unmanned aerial vehicle using metaheuristic optimization algorithms
EGEMEN BELGE
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIFAT HACIOĞLU