Cooperative localization and control for heterogeneous mobile robots
Heterojen mobil robotlar için işbirlikçi konumlandırma ve kontrol
- Tez No: 910158
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN ÖNCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mechanical Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Akıllı tarım, Hareketli robotlar, Model öngörümlü denetim, PID denetleme, Smart agriculture, Mobile robots, Model predictive control, PID control
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, tarım gibi zorlu ortamlarda farklı kabiliyetlere sahip mobil robotlar için işbirlikçi konumlandırma ve kontrol stratejileri geliştiren UTOPIA projesine katkıda bulunmaktadır. Araştırma, farklı sensör setleri ve manevra yeteneklerine sahip bir İnsansız Hava Aracı (İHA) ve İnsansız Kara Aracı (UGV) tasarlanmasını kapsamaktadır. Bu farklılıklar, etkili işbirliği için sağlam bir konumlandırma stratejisi gerektirmektedir. Genişletilmiş Kalman Filtresi (EKF) çeşitli konfigürasyonlarda test edilerek, simülasyonlar ve deneysel testlerle doğrulanan iyileştirmeler sağlanmıştır. EKF'nin performansı, üç ortak görevde simülasyonlar ve gerçek dünya senaryolarında değerlendirilmiş ve sensör verilerinin entegrasyonunun Ortalama Karekök Takip Hatasını (RMSE) önemli ölçüde azalttığı ve konumlandırma doğruluğunu artırdığı görülmüştür. Heterojen sistemlerde farklı sensör kapasiteleri nedeniyle daha büyük zorluklar yaşanmakta, bu araştırma ise çeşitli robotik sistemler için sağlam işbirlikçi konumlandırma ve kontrol stratejilerinin gerekliliğini vurgulamaktadır. İHA'lar hızlı hareket edebilir ve geniş görüş alanına sahipken, yük kapasitesi ve batarya ömrü sınırlıdır. UGV'ler ise daha yüksek yük kapasitesi ve batarya ömrü sunar ama hareket hızları daha düşüktür. Bu bulgular, karmaşık ortamlarda etkili işbirlikçi konumlandırma ve kontrol stratejilerinin geliştirilmesini teşvik etmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis contributes to the UTOPIA project, which focuses on developing cooperative localization and control strategies for heterogeneous mobile robots in agriculture. The research involves designing an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and an Unmanned Ground Vehicle (UGV), each with distinct sensors and maneuvering capabilities. These differences require a robust localization strategy for effective cooperation. The Extended Kalman Filter (EKF) was tested in various configurations to improve localization accuracy. Enhancements were first achieved through simulations and later validated in experiments. The EKF's performance was assessed in three cooperative missions, showing that integrating more sensor data into the EKF significantly reduced the Root Mean Square Error (RMSE), improving localization accuracy. While homogeneous robot systems benefit from consistent localization with similar sensors, heterogeneous systems face challenges due to varying sensor capabilities. This research underscores the importance of robust localization for effective cooperation in diverse robotic systems. UAVs, despite their fast movement and wide vision, are limited by load capacity and battery life, whereas UGVs offer greater load capacity and battery longevity but move slower. These findings highlight the need for effective cooperative localization and control strategies in complex environments.
Benzer Tezler
- Farklı özelliklere sahip gezgin robot grubunun dağıtık kontrolü
Distributed control of heterogeneous mobile robots
METİN ÖZKAN
Doktora
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. OSMAN PARLAKTUNA
- Heterojen robot takımı için 3B yol planlama ve yol takibi
3D path planning and tracking for heterogenous robot team
ÖMER FARUK KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN USLU
- Meme kanseri tespiti için sentetik mikrodalga görüntülerinin derin öğrenme odaklı segmentasyonu
Driven segmentation of synthetic microwave images for breast cancer detection
ÖZLEM BAHAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAYÖREN
- Localization-guided federated learning for multi-center 3D segmentation of pediatric cardiovascular structures
Pediatrik kardiyovasküler yapıların çok merkezli 3B segmentasyonu için lokalizasyon rehberli federatif öğrenme
İREM YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAKİP ÖNDER
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENOL PİŞKİN
- Vision based localization and control of UGVs using a UAV
İHA kullanarak İKA'ların bilgisayar görü tabanlı kontrolü ve lokalizasyonu
FARJAD ZAFAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL