Relative localization and coordination for air-ground robot teams
Hava-yer robot ekipleri için bağıl lokalizasyon ve koordinasyon
- Tez No: 703289
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Electrical and Electronics Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Bağıl lokalizasyon, Heterojen çoklu-robot sistemleri, tahmin algoritmaları, ultrawideband sensörler, Relative localization, Heterogeneous multi-robot systems, estimation algorithms, ultrawideband sensors
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abdullah Gül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda, otonom robotlar yangın söndürme, tarım, arama kurtarma, haritalandırma, hedef takibi ve yönelme gibi bir çok sosyal ve askeri uygulamalarda yaygınca kullanılmıştır. Görevleri verimli ve gürbüz bir şekilde tamamlamak için bir robot takımı içerisinde çeşitli tiplerde yer robotları ve hava araçları kullanılabilmektedir. Bu tür heterojen sistemler, karmaşık görevlerin icrasında tek tip robotlardan oluşan takımlara göre benzersiz faydalar sunmaktadır. Heterojen bir robot takımında, hassas bağıl konumlandırma-bir robotun komşularına göre konumunu tahmin etmesi-önemli bir yere sahiptir. Hava-yer robot takımları için, bir hava aracının ve çok sayıda yer robotunun koordineli bir şekilde bağıl konum tahminini gerçekleştirdiği bir bağıl konumlandırma sistemi türetiyoruz. Hava aracı, üzerindeki mono kamerasıyla yer robotları üzerindeki özel örgüleri teşhis ederken, yer robotları da ultrawideband sensörlerden aldıkları robotlar arası mesafeleri ve hava aracından iletişimle aldıkları yönelme açısı ve duruş açısına göre bağıl konum tahmini gerçekleştirmektedirler. Böylece, hava aracı, bütün takım için mutlak düzlem sağlayıcısı olarak görev yapmaktadır. Özellikle, takımdaki her bir robot herhangi bir dış konumlandırma altyapısına ihtiyaç duymadan üzerindeki iletişim ve hesaplama yeteneklerini kullanmaktadır ve bu özellik takımı GNSS olmayan çevreler de dahil olmak üzere her koşulda gerçeklenebilir yapmaktadır. Farklı hızlara sahip sensor ölçümlerini işlemek için bir çok-oranlı genişletilmiş Kalman filtresi önermekteyiz. Bir dron ve lider-ilk takipçi formasyonunda beş yer robotu ile kapsamlı bir simülasyon çalışması gerçekleştirdik. Simülasyon sonuçları her iki eksendeki bağıl konum tahmininde beş santimetreye kadar hata payı olan başarılı bir tahmin performansı göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Recently, autonomous robot teams have been implemented broadly in many social and military applications such as firefighting, agriculture, search and rescue, mapping, target tracking, and docking. A mix of different types of ground robots and aerial vehicles can be employed in a robot team to accomplish tasks efficiently and robustly. Such heterogeneous systems show unparalleled benefits in complex tasks compared to teams composed of identical robot types. In a heterogeneous robot team, precise relative localization, i.e., estimating a robot's position with respect to its neighbor robots, plays a key role. We develop a relative localization system for air-ground robot teams where an aerial vehicle and multiple ground robots work in coordination to perform a reliable relative position estimation. The aerial vehicle is employed to detect special patterns on the ground robots by an onboard monocular camera, while the ground robots perform relative position estimation based on inter-robot distances acquired by ultrawideband sensors and the bearing and heading angles received from the aerial vehicle by communication. Thus, the aerial vehicle serves as an absolute frame provider for the entire team. Notably, each robot in the team uses onboard communication and computation capabilities solely without any need for an external localization infrastructure, making the team realizable in all conditions including GNSS-denied environments. We propose a multi-rate extended Kalman filter algorithm to handle different data rates of the sensor measurements. We carried out an extensive simulation study with a drone and five ground robots in a leader-first follower formation. Simulation results showed a successful estimation performance with an error rate of up to five centimeters in the relative position estimations in both axes.
Benzer Tezler
- Çukurova bölgesinde biyoklimatik veriler kullanılarak açık ve yeşil alan sistemlerinin belirlenmesi ilkeleri üzerinde bir araştırma
A research on the determination of the principles in open and green spaces systems by using the bioclimatic data in Çukurova region
MEHMET FARUK ALTUNKASA
Doktora
Türkçe
1987
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜLTEKİN
- Öğretim dalı dersliği yönteminin ortaöğretim kuruluşlarında uygulanması ve sınıf dersliği yöntemi ile karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
MEHMET SOYLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUR ERKMAN
- Çekirdeksiz kuru üzümde uygulanan politikanın Ege Bölgesinde üretim ve üretici açısından sonuçlarının değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜVEN ÖZERİN
- Laboratuvarda üretilen lasioderma serricorne (F) (Col.Anobii dae)'nin biyolojisi üzerinde bir araştırma
A Research on the biology of lasioderma serricorne (F.)
MÜJGAN GÖKTAY
- Bornova (İzmir) koşullarında çeşitli kültür bitkilerinde zarar yapan Dolycoris baccarum (L.) (Heteroptera: Pentatomidae)'un biyolojisi ve ekolojisi üzerinde araştırmalar
Investigations on the biology and ecology of Dolycoris baccarum (L.) (Heteroptera: Pentatomidae) which attacks to various plants of economic importance at Bornova (İzmir)
YUSUF KARSAVURAN