Development of motion control algorithms for obstacleavoidance application on a 6x6 skid steered modular heightadjustable land platform
Yüksekliği ayarlanabilir noktasal dönüşlü 6x6 modülerkara platformunda engelden kaçınma uygulamaları içinkontrol algoritmalarının geliştirilmesi
- Tez No: 903924
- Danışmanlar: PROF. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Gelişen sensör teknolojileri, literatüre çalışmalarında binek araçlardan insansız kara taşıtlarına kadar otonom sürüş uygulamaları üzerinde ilgi artışına sebep olmuştur. Önceden tanımlanan operasyonel çalışma alanları, binek araçlar için algoritma geliştirme adımlarını görece kolaylaştırmaktadır. Ancak, bu hedef insansız kara taşıtları için özellikle engebeli arazi koşullarında keşfedilmemiş alanlardan dolayı oldukça zordur. Bu zorlukların üstesinden gelmek için literatürde bir çok yörünge optimizasyonu ve yörünge takibi çalışmaları geliştirilmiştir. Bu çalışmada ana hedef, 6x6 noktasal dönüş kabiliyeti olan arazi aracı üzerinde engelden kaçınma uygulamaları için, akıcı yol tutuşu sağlayan ve güç tüketim ihtiyacını azaltan gelişmiş hareket kontrol algoritmalarının geliştirilmesi ve test edilmesi olarak belirlenmiştir. Çalışmada engelden kaçınmak için gerekli optimal yörüngeyi bulmak adına geometrik bir yol planlama algoritması geliştirilmiş ve model öngörülü yörünge optimizasyon algoritması kullanılmıştır. Planlanan yol üzerinde farklı hareket kontrolcülerinin performans kıyaslamalarının yapılabilmesi için pure pursuit yol takip algoritması referans olarak uygulanmıştır. Takip performansını geliştirmek ve güç optimizasyonunu sağlamak için, model öngörülü kontrol yaklaşımına dayanan ve bütün kontrol sınırlarını tek bir mimaride ele alan, hız ve tork kontrolüne dayanan iki ayrı algoritma geliştirilmiştir. Farklı yol yüzeyleri ve engebe koşulları gibi değişen çevre koşullarına uyarlanabilir bir tork kontrolü yapabilmek adına, adaptif ağırlıklandırmaya dayalı bir model öngörülü kontrolcü geliştirilmiştir. Bu sayede yol tutuşu ve anlık yük dağılımı tek bir kontrolcü mimarisinde dikkate alınmıştır. Geliştirilen algoritmalarının 6x6 noktasal dönüşlü araç üzerinde performans kıyaslamalarının yapılabilmesi için, düz yol, engelden kaçınma ve dairesel yol senarolarında denemeler yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
The advancement of sensor technology led the autonomous driving one of the growing interest in the literature starting from passenger cars to unmanned ground vehicles. The predefined operational design domains relatively simplifies the development process for passenger cars. However, the task is quite challenging for UGVs, especially on rough terrain applications because of uncharted territories. To address these challenges, several trajectory optimization and tracking algorithms have been developed in the literature. Main objective of this study is to develop and test advance motion control algorithms, which reduce power consumption while maintaining smooth road holding performance for obstacle avoidance applications on a 6x6 skid steering vehicle. In this study, a geometric path planner and a model predictive trajectory optimization algorithm are utilized to find the optimal trajectory for obstacle avoidance. To track the desired path, a pure pursuit path tracking algorithm used as a baseline for performance comparison is utilized for motion control. To further enhance performance, two separate receding horizon control approaches are employed as velocity and torque controllers, each covering the necessary boundaries within a single control framework. In order to adapt the torque controller to varying environmental conditions, such as different road surfaces and rough terrains, an adaptive weighting coefficient methodology is employed for the model predictive control. Thus, the traction stability and instantaneous load distribution effects were considered in a single control architecture. The performance of the developed algorithms is evaluated through testing in straight, obstacle avoidance, and circular path scenarios on the 6x6 skid-steering vehicle
Benzer Tezler
- Engelli bir alan içinde otomatik olarak hedefini bulabilen bir mobil robotun tasarımı, imalatı ve hareket algoritmalarının geliştirilmesi
Designing, manufacturing and implementing motion algorithms of a mobile robot that can automatically find its path to the goal in a cluttered environment
ERDEM YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. E. ŞAHİN ÇONKUR
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH T. TOLA
- The development of fire detection robot
Yangın algılama robotunun geliştirilmesi
HİLMİ SAYGIN SUCUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiAdnan Menderes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BÖĞREKCİ
- İnsansı robotlarda yürüme, merdiven çıkma ve engelden kaçma için yeni bir hareket algoritmasının geliştirilmesi
Development of a new motion algorithm for walking, stair climbing and obstacle avoidance in humanoid robots
EMRE ULUŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mekatronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL UÇAR
- Design and development of novel obstacle avoidance algorithms using the fully autonomous wheelchair platform
Tam otonom tekerlekli sandalye platformu kullanarak yenilikçi engelden kaçınma algoritmalarının tasarımı ve geliştirilmesi
HOSEIN HOUSHYARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN SEZER
- 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