Geri Dön

Diferansiyel sürüş sistemli mobil robotların çok sayıda sabit ve hareketli engeller arasındaki hareket planlaması ve hiper gereğinden çok serbestlik dereceli robotların üç boyutlu dar ortamlarda keskin manevra kabiliyetinin arttırılması

The motion planning of mobile robots with a differential drive system among numerous stationary and moving obstacles and enhancing the sharp maneuvering ability for hyper redundant robots in three-dimensional tight environments

  1. Tez No: 768791
  2. Yazar: OKAN MİNNETOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ERDİNÇ ŞAHİN ÇONKUR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 115

Özet

Bu tezde, hem mobil robotun hem de bu robotun üzerine yerleştirilen gereğinden/hiper-gereğinden çok serbestlik dereceli manipülatörün yol ve hareket planlaması problemleri üzerine çalışılmıştır. Çalışma iki kısımdan oluşmaktadır. Çalışmanın birinci kısmında, sabit ve hareketli engellerle dolu olan iki ve üç boyutlu hareket ortamlarında mobil robotun hareket planlamasının gerçekleştirilmesi amacıyla“Hayali Engellerle Güçlendirilmiş Güvenlik Çemberleri”(SC-IO) isminde yeni bir algoritma sunulmuştur. Öncelikle, algoritmada başlangıç noktasından hedef noktasına doğru bir global yol sadece sabit engellerin konumları dikkate alınarak potansiyel alan metodu aracılığıyla belirlenmiştir. Daha sonra, belirlenen yola güvenlik çemberleri eklenerek robotun tüm engellerden kaçınması ve güvenle hedefine ulaşabilmesi için gerekli olan hız değerleri hesaplanmıştır. Algoritmanın sınırları dâhilinde hiçbir çözümün bulunamadığı durumlarda, belirlenen yol hayali engeller yardımıyla güncellenerek hareket planlaması gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise, sabit engellerle dolu ve dar alanlardan oluşan iki ve üç boyutlu hareket ortamlarında gereğinden/hiper-gereğinden çok serbestlik dereceli manipülatörün yol ve hareket planlaması için gerçek zamanlı yeni bir algoritma sunulmuştur. Öncelikle, hareket ortamında potansiyel alan metodu kullanılarak global yol elde edilmiştir. Daha sonra, ardışık iki yol noktasının oluşturduğu doğruya dik olacak şekilde ışın doğruları üretilmiştir. Son olarak, basit bir kontrol stratejisi uygulanarak belirlenen yol üzerinde hareket planlaması gerçekleştirilmiştir. Bu tezde sunulan örnek hareket simülasyonları geliştirilmiş olan her iki algoritmanın basit ve sağlam bir yapıya sahip olduklarını göstermektedir. Özellikle hiper manipülatör için üç boyutlu hareket ortamlarında geliştirilen metot literatürde bulunan metotlar ile kıyaslandığında, metodun manevra kabiliyetinin bu metotlara göre oldukça üstün olduğu bariz bir şekilde görülmektedir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, it has been studied on path and motion planning problems of both the mobile robot and the redundant/hyper-redundant manipulator which is placed on the mobile robot. The study consists of two parts. In the first part, a novel algorithm for mobile robot motion planning in two- and three-dimensional workspaces cluttered with stationary and moving obstacles called“Safety Circles with Imaginary Obstacles”(SC-IO) is presented. First, a global path from start point to the goal point is determined by using stationary obstacle positions via potential field method. Then, the speed values required for the robot to avoid all obstacles and reach its goal safely are calculated by placing safety circles on the global path. In cases where no solution can be found within the limits of the algorithm, the motion planning is achieved by updating the determined path with the help of imaginary obstacles. In the second part of the study, a novel real-time algorithm for the path and motion planning of the redundant/hyper-redundant manipulator in two- and three-dimensional workspaces cluttered with stationary obstacles and tight areas is presented. First, a global path is obtained by using potential field method in the workspace. Then, beam lines are generated in such a way that they will be perpendicular to the line formed by the two consecutive path points. Finally, the motion planning is achieved on the determined path by employing a simply control strategy. The exemplary motion simulations presented in this thesis show that the developed two algorithms have a simple and robust structure. Especially when the method developed for hyper-manipulator in three-dimensional workspaces is compared with the existing methods in the literature, it has been seen that the maneuverability of the method is quite superior to these methods.

Benzer Tezler

  1. Design of a modular mobile multi robot system: ULGEN (Universal-Generative Robot)

    Modüler mobil çoklu robot sistemi tasarımı: ULGEN (Universal-Generative Robot)

    HASAN ERCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ

  2. Design and control of ros based omnidirectional vehicle

    Ros tabanlı çok yönlü hareket edebilen araç tasarım ve kontrolü

    İBRAHİM DİNÇER NALBANT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ

  3. İç mekanlarda otonom bir şekilde hareket edebilen bir mobil robotun tasarım, imalat ve kontrolü

    Design and control of an indoor autonomous mobile robot

    SUAT KARAKAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mekatronik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN OCAK

  4. Mobil robot navigasyon sistemi geliştirilmesi

    Mobile robot navigation systems

    AYKUT ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. VOLKAN SEZER

  5. Otonom mobil robotlarda yapay zekâ destekli hassas yanaşma sisteminin geliştirilmesi

    Development of artificial intelligence aided precision docking system for autonomous mobile robots

    MUHAMMED YILDIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ZAHİD YILDIZ