Control of an autonomous wheelchair with visual feedback
Görsel geri beslemeli otonom tekerlekli sandalyenin kontrolü
- Tez No: 877288
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TOLGAY KARA, DOÇ. DR. ABDUL HAFIZ ABDULHAFIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu tez otonom bir tekerlekli sandalyenin kontrol problemine odaklanmaktadır. Problemin çözümü ve doğrulaması modelleme, kontrol sistemi tasarımı, simülasyon ve gerçek deneysel testlerden oluşur. Asıl amaç, yürüme engelli bireylerin kentsel hareketlilik sorununa çözüm önermektir. Çalışma bu görev için verimli bir kontrol sistemi tasarımı sunmaktadır. Doğrusallaştırılmış bir tekerlekli sandalye modeli oluşturulmuş ve kaldırımdaki sarı çizgilerin optimum kontrol ile takip edilme performansını değerlendirmek için görüntü tabanlı görsel servo sistemi tanıtılmıştır. Referans yörünge setleri, Hough Lines yöntemi kullanılarak kaldırım takibi için gürbüz ufuk noktası kullanılarak oluşturulur. Bu referans yolları, Doğrusal Kuadratik Regülatör (LQR) kontrolü, Kutup Yerleştirme (PP) kontrolü ve geleneksel Oransal-Integral-Türevsel (PID) kontrol yönteminin optimal kontrol yöntemleri ile simülasyon ve deneysel olarak karşılaştırılarak test edilmiştir. Bu testlere ek olarak, LQR kontrolü için Monte-Carlo simülasyon yöntemi kullanılıp, denenmiştir. Bozucu zayıflatması, yörünge takibi ve vücut ağırlığı değişimlerine karşı sağlamlığı içeren birçok simülasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Tüm simülasyon testleri ve deneysel sonuçlar, LQR kontrol yönteminin bahsedilen diğer kontrol yöntemleriyle karşılaştırıldığında daha iyi performansa sahip olduğunu kanıtlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on control problem of an autonomous wheelchair. Solution of the problem and verification consists of modeling, control system design, simulation and real experimental testing. The main goal is to propose a solution to the urban mobility problem of people with walking disabilities. The study offers an efficient control system design for this task. A linearized wheelchair model is constructed and image-based visual servoing is introduced to evaluate the performance of tracking yellow tactile pavement on sidewalk with optimal control. Reference trajectory sets are created using robust vanishing point for sidewalk following by employing the Hough Lines method. These reference paths are tested with optimal control methods of Linear Quadratic Regulator (LQR) control, Pole Placement (PP) control and traditional Proportional-Derivative-Integral (PID) control method with comparisons through simulations and experiments. In addition to the tests, Monte-Carlo simulation method is employed and tested for LQR control. Many simulation tests are realized including disturbance attenuation, trajectory tracking and robustness to bodyweight variations. All simulation tests and experimental results prove that LQR control method has better performance compared the other mentioned control methods.
Benzer Tezler
- A simulation study on autonomous wheelchair control with visual feedback for following straight lines
Düz çizgi takibi için görsel geri beslemeli otonom tekerlekli sandalye kontrolü üzerine bir simulasyon çalışması
EFGAN UĞUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGAY KARA
- Enhancing follow the gap method with memory aid and with prediction component
Boşluğu takip et yönteminin hafıza desteği ile ve öngörü bileşeni ile geliştirilmesi
EMRE CAN CONTARLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN SEZER
- Design of an autonomous logistic service vehicle
Lojistik hizmet veren otonom araç tasarımı
MURAT HOCAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT AKDAĞ
- Otonom kontrollü akıllı tekerlekli sandalye tasarımı
The design of a smart wheelchair with autonomous control
HALİL İBRAHİM ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET REŞİT KAVSAOĞLU
- Elektrikli tekerlekli sandalyenin kafa hareketleri ile yarı otonom kontrolü
Control of a semi-autonomous powerchair using head movements
MUSTAFA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VOLKAN SEZER