Explosive percolation based active slam exploration via lidar in unstructured map
Ayrılmış perkülasyon teorisi tabanlı aktif anlık konumlama ve haritalama yoluyla ışık tespiti ve uzaklık tayini sensörü kullanılarak yapısal olmayan alanların keşfi
- Tez No: 826706
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDAN MÜŞERREF ERKMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Bu tez, arama ve kurtarma operasyonları için oldukça yapılandırılmamış afet bölgelerinde anlık konumlama ve haritalama için yeni bir keşif tekniği önermektedir. Bilindiği üzere afet bölgeleri, insanların gezinmesi ve kurban araması için oldukça tehlikeli ortamlardır. Bu nedenle, SAR operasyonlarında robotik uygulamalar son on yılda büyük ilgi görmektedir. Bir afet bölgesinde hayatta kalanları robotlarla aramak, kurbanın konumuna ulaşmak için güvenli ve kesintisiz bir yol bulmayı ve arama ve kurtarma ekipleriyle paylaşılacak şekilde yapılandırılmamış alanın haritasını çıkarmayı gerektirir. Bununla birlikte, molozların oldukça karmaşık yapısı, global konumlamanın kullanılamaz olduğu bölge ve ortamın öngörülemez doğası, bu tür uygulamalar için süreci zorlaştırmaktadır. Ayrıca enkazın dengesiz olması, afet bölgesinin belirli bölgelerinin çökmesine neden olmakta, bu da istenmeyen çıkmazları beraberinde getirmekte ve arama çalışmalarını eskisinden daha da zorlaştırmaktadır. Ne yazık ki robotik alanda anlık konumlama ve haritalama uygulamalarının belirgin bir şekilde ilerlemesine rağmen bu problemler hala etkinliğini korumakta ve cevaplanmayı beklemektedir. Önerilen yöntemimizde, bu sorunları ele alıyoruz ve yapılandırılmamış ortamlar için aktif anlık konumlama ve haritalama yaklaşımıyla birleştirilmiş patlayıcı süzülmeye dayalı keşif tekniği ile verimli ve sağlam bir çözüm sunuyoruz. Aktif anlık konumlama ve haritalama yaklaşımları temel olarak, yerelleştirme ve çevrenin haritalanmasının toplam entropisinin en aza indirilmesine odaklanır. Bununla birlikte, yöntemimizde, yalnızca entropi değerlerini değil, aynı zamanda hayatta kalanların aktif keşif için konumlarını bulma ana hedefimizi de dikkate almamız gerekiyor. Ayrıca, arama sırasında afet ortamını haritalandırarak sürekli bir yol bulma, birbirini izleyen çıkmazlardan ciddi şekilde etkilenir. Bu sorunun üstesinden gelmek için, akıcı davranışa dayalı bir yaklaşım ayrılmış perkülasyon sunuyoruz. Bu yöntemin gücü ile robot, çıkmaz yollara hapsolmadan karmaşık, yapılandırılmamış bir ortamda gezinebilir. Tezin literatüre katkıları başlıca şu şekilde sıralanabilir; ayrılmış perkülasyon dayalı yeni bir yol arama algoritması bulmak ve bu yöntemi anlık konumlama ve haritalama yoluyla yaklaşımıyla birleştirerek bir afet bölgesinde kesintiye uğramadan sürekli bir yol elde etmek.
Özet (Çeviri)
This thesis proposes a novel exploration technique for simultaneous localization and mapping (SLAM) in highly unstructured disaster regions for search and rescue (SAR) operations. As is known to all, disaster regions are very dangerous environments for humans to navigate and search for victims. For this reason, robotics applications in SAR operations gain considerable attention for the last decade. In a disaster region searching for survivors with robots needs finding a safe continuous path to reach the victim's location, and extracting the map of the unstructured area to be shared with SAR teams. However, the highly complex structure of rubbles, the GPS-denied region, and the unpredictable nature of the environment make the process difficult for such applications. Also, the unstable characteristic of debris causes the collapse of certain areas of the disaster region, and this brings unwanted dead-end occurrences making the search operation even harder than before. Unfortunately, even if the distinct progress of SLAM applications in the robotic field, these problems still preserve their effectiveness and they are waiting to be answered. In our proposed method we address these problems and offer an efficient and robust solution with explosive percolation-based exploration technique combined with the active SLAM approach for unstructured environments. The active SLAM approaches mainly focus on the minimization of the total entropy of localization and mapping of the environment. However, in our method, we need to consider not only the entropy values but our main goal of finding the survivors' location for active exploration. Moreover, during the search finding a continuous path by mapping the disaster environment is affected severely by successive dead-ends. To tackle this problem, we offer a fluid behavior-based approach Explosive Percolation (EP). With the power of this method, the robot can navigate within a complex unstructured environment without being trapped by dead-ends. The main contributions of the thesis to literature can be listed as; finding a novel path-search algorithm based on Explosive Percolation and combining this method with the SLAM approach to obtain a continuous path in a disaster area without being interrupted by dead-ends.
Benzer Tezler
- Tuluntaş Mağarası'nın (Gölbaşı-Ankara) karst morfolojisinin jeolojik yapı açısından incelenmesi
Investigation of karst morphology of Tuluntaş Cave (Gölbaşı-Ankara) in relation to the geological structure
TÜRKAY COŞKUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET EKMEKÇİ
- Sismik sıvılaşma deney numuneleri için otomatik huni tasarımı ve deney sonuçlarına etkisi
Development of automatic funnel system for cyclic simple shear tests on sandy soils
ŞENAY YENİGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA ECE BAYAT
DOÇ. DR. MEHMET MURAT MONKUL
- A review and evaluation of development in exploration, production, reserves estimation, and research efforts for shale gas and oil
Şeyl gazı ve petrolü için arama, üretim, rezerv kestirimive araştırma çalışmalarının incelenmesi ve değerlendirilmesi
OSMAN MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM METİN MIHÇAKAN
- Enerji kablosunda oluşan sıcaklık ve gerilmeleri optik fiberli algılayıcılarla algılama benzetimleri
Sensing simulations of the temperatures and strains occured on power cable by the optical fiber sensors
ABDURRAHMAN GÜNDAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNEŞ YILMAZ
- Yakup Kadri'nin romanlarında kadınlar
The women in the novels of Yakup Kadri
AYŞEGÜL GAZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Türk Dili ve EdebiyatıSelçuk ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TEKİN