Dynamic programming based route planning and maneuver control for mobile robots
Mobil robotlar için dinamik programlama temelli rota planlaması ve manevra kontrolü
- Tez No: 885990
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YAVUZ EREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mühendislik Bilimleri, Computer Engineering and Computer Science and Control, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Bu tez çalışmasında mobil robotlar için optimum yol bulma algoritmalarından olan Dijkstra algoritmasının performansı, her biri artan karmaşıklığa sahip beş simülasyon senaryosu aracılığıyla araştırılmıştır. Başlangıçta statik engellerin olduğu senaryolar daha sonra da statik engellerin yanına hareketli engellerin olduğu senaryolar tanıtılmıştır. Ayrıca, aynı ortamda seyahat eden bir veya birden fazla araç durumu ve lider-takipçi konfigürasyonları ile dinamik yol ayarlamaları gerektiren zorlayıcı senaryolar tanımlanmıştır. Engellerden kaçınma için gerekli iyileştirmeler ile Dijkstra algoritması yeniden düzenlenmiştir. Tüm senaryolarda Dijkstra algoritmasının etkinliği değerlendirilmiştir. Sonuçlar, otonom navigasyon bağlamında Dijkstra algoritmasının performansı hakkında önemli bilgiler sağlamaktadır. Mobil robotlar için navigasyon tabanlı gerçek zamanlı uygulamalarda, araç dinamiklerine bağlı olarak dönüş dinamiklerinin kontrol edilmesi önemli kontrol problemleri arasında yer almaktadır. Bu bağlamda Dijkstra algoritmasına bağlı olarak elde edilen rota için gerekli manevra hareketlerinin basitçe uygulanabilen bir kontrolcü ile gerçeklenmesi de tez kapsamında ele alınmıştır. Mobil aracın dönüş açısına dayalı referans takibi için PID kontrolcüsü tasarlanmıştır. Birden fazla aracın kullanıldığı senaryolarda, rotaya bağlı her dönüş açısı değişiminde, birincil aracın dönüş açısına ilişkin veriler diğer araç için de kullanılmıştır. Bütüncül olarak bakıldığında, elde edilen rota uyarınca mobil robotun referans dönüş açılarının farklı harita şekilleri ve engel konfigürasyonları altındaki kontrol performansı benzetim ortamında test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar her bir senaryo için yorumlanmıştır ve otonom araç navigasyon stratejilerinin gelişimine yönelik elde edilen fikirler ifade edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the performance of the Dijkstra algorithm, one of the optimal pathfinding algorithms for mobile robots, has been investigated through five simulation scenarios of increasing complexity. Initially, scenarios with static obstacles were introduced, followed by scenarios incorporating dynamic obstacles alongside the static ones. Additionally, challenging scenarios requiring dynamic path adjustments were defined, including cases with one or multiple vehicles traveling in the same environment and leader-follower configurations. The Dijkstra algorithm was restructured with necessary improvements for obstacle avoidance. The effectiveness of the Dijkstra algorithm was evaluated in all scenarios. The results provide significant insights into the performance of the Dijkstra algorithm in the context of autonomous navigation. In real-time navigation-based applications for mobile robots, controlling the rotation dynamics based on vehicle dynamics is among the important control problems. In this context, the implementation of necessary maneuver movements for the route obtained based on the Dijkstra algorithm with a simply applicable controller is also addressed in this thesis. A PID controller was designed for reference tracking based on the rotational angle of the mobile vehicle. In scenarios involving multiple vehicles, at each change of the rotational angle dependent on the route, the data related to the primary vehicle's rotational angle were also used for the other vehicle. Holistically, the control performance of the mobile robot's reference rotational angles under different map forms and obstacle configurations was tested in a simulation environment. The obtained results were interpreted for each scenario, and the insights gained regarding the development of autonomous vehicle navigation strategies were expressed.
Benzer Tezler
- Çevresel koşullar ve kişisel beklentiler temelinde alternatif rota planlamasına bütünleşik bir karar verme yaklaşımı
An integrated decision making approach for alternative route planning based on environmental conditions and personal expectations
EMİRHAN MESUT YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM AKSAKAL
- Hücresel imalatın başlangıç aşamaları için uzman sistem yaklaşımı
An Expert systems approach to the early stages of cellular manufacturing systems design
UFUK CEBECİ
- Elektrikli araçlar için menzil tahminine dayalı şarj planlama modeli
Charging planning model for electric vehicles based on range prediction
HİLAL YILMAZ
Doktora
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BETÜL YAĞMAHAN
- Doğrusal olmayan amaç programlamanın süreç optimizasyonu olarak stiren ünitesine uygulanması
Başlık çevirisi yok
CEMALETTİN KUBAT
- Gelecek nesil haberleşme sistemlerinde insansız hava araçları için kaynak yönetim teknikleri
Resource management techniques for unmanned aerial vehicles in next generation communication systems
UYGAR DEMİR
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK TOKER