İnsansız hava araçları için yol planlama ve yol izlemealgoritmaları kullanarak güzergah optimizasyonu
For unmanned aerial vehicles, path optimization withpath planning and tracking algorithms
- Tez No: 821497
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR ÖZTÜRK ÖZDEMİR, DR. MUSA NURULLAH YAZAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Milli Savunma Üniversitesi
- Enstitü: Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Bu çalışmada otonom araçlara yönelik yol planlama ve yol izleme algoritmasının hibrit olarak kullanımına dayalı bir yöntem önerilmiştir. Ortamın boyutu ve engellere bağlı olarak başlangıç noktasından hedef noktasına bağlanan en uygun yolu bulmak, hesaplama açısından maliyetli ve zaman alıcı olabilmektedir. Yol planlama algoritmaları temelde grid ve örneklemeye dayalı yöntemler olarak iki kategoride ele alınabilir. Grid tabanlı yöntemler küçük boyutlu ortamlarda en uygun yolu daha verimli bir şekilde bulabilmektedir ancak ortamın boyutu ve gridlerin çözünürlüğüne göre algoritmanın verimliliği düşmektedir. Örneklemeye dayalı algoritmalar ise büyük ortamlarda çok daha hızlı bir şekilde uygun yolu bulabilirken rastgele noktalarla oluşturulan yol çok sayıda keskin dönüş içermekte bu da yolun verimliliğini düşürmektedir. Örneklemeye dayalı algoritmanın yüksek iterasyonda kullanılması ile bu keskin dönüşlerin önüne geçilebilmekte ancak bu da yine hesaplama süresi açısından verimliliği düşürmektedir. Bu çalışmada örneklemeye dayalı en çok kullanılan yol planlama algoritmalarından biri olan RRT (RapidlyExploring Random Tree) yönteminin düşük iterasyonda kullanılmasıyla başlangıç noktasından hedef noktasına bağlanan uygun bir yolun bulunması ve çok sayıda keskin dönüş içeren bu yolun yine literatür de en çok kullanılan yol izleme algoritmalarından biri olan Pure-Pursuit metodu ile birlikte hibrit bir yapıda kullanılmasıyla düşük iterasyonlarda daha verimli bir yol elde edilmesi amaçlanmıştır. Hibrit yapı, RRT'den oluşturulan yol bilgisi ve engellere göre PurePursuit yol izleme algoritmasının giriş parametresini uyarlayarak RRT ile elde edilen yolun daha uygun olmasını amaçlar. Simülasyonda kullanılan araç İnsansız Hava Aracı (İHA) olarak seçilmesine rağmen, yöntemi her türlü mobil robot için genişletmek ve genelleştirmek oldukça kolaydır. Gerçekleştirilen simülasyon sonuçları önerilen hibrit yapının düşük iterasyonlarda sağladığı yolun verimliliğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this paper, a method based on the hybrid use of path planning and path tracking algorithms is proposed for autonomous vehicles. Finding the optimal path between starting point and destination point can be computationally costly and timeconsuming depending on the size of the environment and obstacles positions. The path planning algorithms basically can be classified into two categories: grid-based and sampling-based methods. Grid-based methods can find the optimal path more efficiently in small-sized environments, but the efficiency of the algorithm decreases due to the size of the environment and the increasing resolution of the grids. While sampling-based algorithms can find the sub-optimal path faster for big-sized environments, the path generated with random points contains many sharp turns which reduces the efficiency of the path. These sharp turns can be avoided by using the algorithm at a high number of iterations but in this case the efficiency drops in terms of computation time. In the proposed method, it is aimed to use the RRT path planning method to obtain a sub-optimal path between the starting point and destination point at the minimum number of iterations. Then, this sub-optimal path is improved by using Pure-Pursuit path tracking method in a hybrid structure where the input parameters of Pure-Pursuit method is tuned according to the flatness of the path and obstacle positions. Although the vehicle used in the simulation was chosen as an UAV, it is quite easy to expand and generalize the method for all kinds of mobile robots. The simulation results show the efficiency of the path obtained by the proposed hybrid structure at low iterations.
Benzer Tezler
- Sürü halinde hareket eden insansız hava araçları için çok amaçlı yol planlaması ve toplanma optimizasyonu
Multi-objective path planning and flocking optimization for swarm of UAVs
ANIL ULAŞ KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnkara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖKKEŞ TOLGA ALTINÖZ
- A practical implementation of navigation and obstacle avoidance for quadcopters
Dört pervaneli helikopterler için bir engelden kaçınma ve seyrüsefer uygulaması
ONUR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- Çoklu otonom insansız hava araçları için paralel programlama tabanlı yol planlaması
Parallel programming based path planning for multi autonomous unmmaned vehicles
ÖMER ÇETİN
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ
- İnsansız hava araçları için RRT ve YPA tabanlı hibrid ve yapay sinir ağı destekli genel yol planlamasının geliştirilmesi
Development of global path planning using hybrid and artificial neural network based on RRT and APF for unmaned aerial vehicles
AYHAN GÜLTEKİN
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR BECERİKLİ
- Yapay arı kolonisi yöntemi ile insansız hava araçları için yol planlama
Route planning for unmanned aerial vehicles with artificial bee colony
VOLKAN ÇAVUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYalova ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ADEM TUNCER