Trajectory planning and tracking for autonomous vehicles
Otonom araçlar için yol planlanamsı ve takibi
- Tez No: 780691
- Danışmanlar: PROF. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Uygun yolları bulmak, otonom araçların ve robotların geliştirilmesi için önemli bir konudur. Burada otonom araçların tek bir noktadan dönemedikleri için keskin virajları takip edemeyecekleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu nedenle, minimum uzunluk ve engellerden yeterli mesafe gibi ilave istenen özelliklere sahip düzgün yolları hesaplamak önemlidir. Ayrıca, pratik uygulamalar bu tür yolların gerçek zamanlı olarak hesaplanmasını gerektirir. Bu tez, otonom araçların yol planlaması ve takibi için genel bir yöntem geliştirmektedir. Belirtilen gereksinimler doğrultusunda, önerilen algoritma düzgün eğriler sağlar ve planlanan yolda keskin köşelerden kaçınır. Önerilen algoritma, Voronoi Boundary Visibilty and Steiner Points Repeatedly (VV-ST-R) algoritması ile türetilen köşeli düz çizgi yollar ile sonuçlanan mevcut yol planlama algoritmasına dayanmaktadır. Bu algoritmadan kaynaklanan istenmeyen keskin köşeler, Bezier eğrileri kullanılarak düzgün eğrilerle değiştirilir. Bu sayede yolun takip edilirliği artırılmış olur. Performans kriteri olarak yolun hesaplama süresi, engele en kısa yol mesafesi ve yolun toplam uzunluğu belirlenmiştir. Çeşitli hesaplama deneylerinde önerilen algoritma ve önceki algoritmalar karşılaştırılır. Ek olarak, Bezier eğrisi kontrol noktalarının seçilmesi için önerilen yöntem değerlendirilir. Önerilen algoritmanın, yeterli bir engel mesafesi ve küçük bir hesaplama süresi ile kısa düzgün yollar ile sonuçlandığı bulunmuştur. Son olarak, önerilen yolların izlenebilirliği, yol takibi için Pure Pursuit algoritması kullanılarak araba benzeri robotlarla simülasyonlar yapılarak doğrulanır. Ayrıca önerilen yöntemin hem karayolu taşıtları hem de mobil robotlar için kullanılabilmesi beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Finding appropriate paths is an essential issue for the development of autonomous vehicles and robots. Hereby, it has to be considered that autonomous vehicles cannot follow sharp corners, as they cannot turn on a single point. Therefore, it is important to compute smooth paths that have additional desirable properties such as minimum length and sufficient distance from obstacles. Furthermore, practical applications require the computation of such paths in real time. This thesis develops a general method for path planning and tracking of autonomous vehicles. In line with the stated requirements, the proposed algorithm ensures smooth curves and avoids sharp corners on the planned path. The proposed algorithm is based on different existing path planning algorithm which named as the Voronoi Boundary Visibilty and Steiner Points Repeatedly (VV-ST-R) that result in straight-line paths with corners. The undesired sharp corners resulting from these algorithm are replaced by smooth curves using Bezier curves. In this way, the traceability of the road is increased. As performance criteria, the path's calculation time, the shortest path distance to the obstacle, and the total length of the path are determined. In various computational experiments, the proposed algorithm and the previous algorithm are compared. In addition, proposed method for choosing Bezier curve control points are evaluated. It is found that the proposed algorithm results in short smooth paths with a sufficient obstacle distance and a small computation time. Finally, the traceability of the proposed paths is confirmed by driving simulations with car-like robots using the Pure Pursuit algorithm for path tracking. It is further expected that the proposed method can be used for both road vehicles and mobile robots.
Benzer Tezler
- Development of a learning based trajectory tracking controller for autonomous vehicles
Otonom araçlar için öğrenme tabanlı yörünge takip kontrolörünün geliştirilmesi
HASAN ŞENER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR TÜMERDEM
DR. İSMAİL HAKKI SAVCI
- Guidance, navigation and control of an autonomous underwater vehicle
Otonom bir su altı aracının güdüm, seyrüsefer ve kontrolü
MEHMET AVİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Otonom tarım robotlarının hareket planlaması ve yörünge takibi kontrolüne yüzey eğimi etkilerinin incelenmesi
Investigation of the inclination effects on motion planning and path following control of the autonomous agricultural robots
ELİF ULUSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN BAYAR
- Boşluğu takip et metodu ile otonom sollama manevrası tasarımı
Autonomous overtaking maneuver design based on follow the gap method
MÜNİRE DAMLA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN SEZER
- Multi – objective trajectory tracking for an autonomous mobile robot in dynamic environments using evolutionary algorithms
Dinamik ortamlarda otonom hareketli bir robot için evrimsel algoritmalar kullanarak çok amaçlı yüzey takibi
MAHYAR TEYMOURNEZHAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Kültür ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR KORAY ŞAHİNGÖZ