Otonom mobil robotlar için A* ve olasılıksal yol haritası tabanlı hibrit yol planlama algoritması tasarımı ve analizi
A* and probabilistic roadmap based hybrid path planning algorithm design and analysis for autonomous mobile robots
- Tez No: 729115
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU, DOÇ. DR. HALUK GÖZDE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Son yıllarda gelişen teknolojiler ile robot teknolojilerinde büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Gelişen robot teknolojileri insan hayatının her alanında görülmektedir. Robotlar geliştikçe otonom yani kendi kendine hareket edebilecek, kendi kararlarını kendi verebilecek hale gelmiştir. Otonom teknolojisinin en önemli uygulamalarından biri en kısa rota hesaplama algoritmalarıdır. Bu tez çalışmasında robot teknolojilerinden bahsedilmiş ve en kısa rota hesaplama algoritmaları analiz edilmiştir. Öncelikle rota hesaplama algoritmaları sınıflandırılmaları ile gösterilmiş ve ilgili algoritmalar özet şeklinde açıklanmıştır. Tezin ana konusu olan A* ve PRM algoritmaları detaylıca açıklanmıştır. A* algoritması pratik uygulamalarda verimli ve stabil çalışan bir algoritmadır. Harita üzerindeki en kısa rotayı mutlaka bulur fakat harita boyutu büyüdükçe rota hesaplama süresi üstel bir şekilde artmaktadır. Bu sebeple mevcut bu tez çalışmasında PRM algoritması kullanılarak A* algoritmasının bu dezavantajının ortadan kaldırılması hedeflenmiştir. Ayrıca tez çalışmasında PRM algoritması detaylı olarak analiz edilmiş ve PRM algoritması ile A* algoritmasının birlikte çalışacağı hibrit bir algoritma geliştirilmiştir. Literatürdeki diğer çalışmalardan farklı olarak yeni oluşturulan algoritmanın verimliliğinin test edilmesi için 10 farklı haritada 2 algoritma rota oluşturma süresi, rota uzunluğu vb. gibi parametreler açısından karşılaştırılmıştır. Bu haritalarda literatür çalışmaları dikkate alınarak farklı zorluklarda performanslarının testlerinin gerçekleştirilmesi için farklı boyutlarda ve farklı engel yoğunluğunda analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın devamında test sonuçları incelenmiş ve algoritmaların avantajları ve dezavantajları görülmüştür. Ayrıca bu dezavantajların çözümü için yeni öneriler sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
With the developing technologies in recent years, great progress has been made in robot technologies. Developing robot technologies are seen in all areas of human life. As robots develop, they have become autonomous which they can move on their own and make their own decisions. One of the most important applications of autonomous technology is the shortest route calculation algorithms. In this thesis, robot technologies are mentioned, and the shortest route calculation algorithms are analyzed. Firstly, route calculation algorithms are shown with their classification and related algorithms are explained in summary form. A* and PRM algorithms, which are the main subject of the thesis, are explained in detail. The A* algorithm is an efficient and stable algorithm in practical applications. It definitely finds the shortest route on the map, but as the map size increases, the route calculation time increases exponentially. For this reason, it is aimed to eliminate this disadvantage of the A* algorithm by using the PRM algorithm in this thesis study. In addition, the PRM algorithm was analyzed in detail and a hybrid algorithm was developed in which the PRM algorithm and A* algorithm would work together in the thesis study. Unlike other studies in the literature, in order to test the efficiency of the newly created algorithm, 2 algorithms on 10 different maps compared in terms of parameters such as route creation time, route length, etc. Considering the literature studies on these maps, analyzes of different sizes and different obstacle densities were carried out in order to test their performance at different difficulties. In the continuation of the study, the test results were examined, and the advantages and disadvantages of the algorithms were seen. In addition, new suggestions are presented for the solution of these disadvantages.
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
- 2-step indoor localization for 'smart AGVs'
'Akıllı AGV'ler' için iki aşamalı iç mekan konumlama yaklaşımı
ABDURRAHMAN YILMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
- Alternative navigation methods: Fusion of optical flow and visual-inertial pose estimation using EKF
Alternatif navigasyon metotları: EKF kullanılarak, poz tahmini için optik akışı ile görsel ataletliyi füzyon etmektedir
ABDEL SALAM BAWARSHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE KOYUNCU
- Lazer mesafe ölçüm sistemli otonom robotlarda kalman filtresi tabanlı eşzamanlı lokalizasyon ve haritalama
Simultaneously map building and localization techniques for autonomous robots using laser range finders
FATMA ECEHAN ERSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HAKAN TEMELTAŞ
- Developing a model based mobile robotics post-perception module
Mobil robotik uygulamalarında kullanmak üzere bir olasılıksal algılama sonrası işleme birimi geliştirilmesi
CAN KAVAKLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. LEVENT AKIN