Klasik yol planlama algoritmalarının senteziyle oluşturulan dairesel düğüm algoritmasının otonom mobil robot üzerinde uygulanması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ANIL GÖKHAN GÖKTAŞ
Danışman: Semih Sezer
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında endüstriyel sektörde üretimin, teslimatın ve tedarik işlemlerin hızlı yapılabilmesine yönelik, kapalı alanlarda kullanılabilecek bir mobil robot tasarlanmıştır. Robotun hareketleri, çok yönlü çalışabilir olmasından dolayı hareket kabiliyeti kazandıran çok yönlü tekerlekler ile sağlanmıştır. Mobil robotun ana kontrolcüsü için içerisine ROS sisteminin kurulabildiği Raspberry Pi 4 cihazı kullanılmıştır. ROS üzerinden mobil robotun mevcut konum tahmini, gidilecek olan hedef nokta seçimi, başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki yolun planlaması ve kullanılan ışıkla uzaklık algılayıcı sensörü ile dışarıdan gelen etkenlere karşı anlık önlem alma işlemleri yapılabilmektedir. Mobil robotun gideceği hedef noktanın seçilmesinin ardından Arduino'ya gönderilen komutlarla birlikte motorlar tahrik edilmektedir. Robotun bulunduğu konumdan hedef konuma gitmesini sağlamak için yol planlama algoritmalarına ihtiyaç bulunmaktadır. Literatürde kullanılmakta olan birçok yol planlama algoritmasının birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Statik haritalarda kullanılmakta olan PRM ve geliştirilmiş olan RRT* algoritmaları kullanılarak MATLAB üzerinden simülasyon denemeleri gerçekleştirilmiş, algoritmaların çalışma yöntemlerindeki verimlilik incelenmiş ve belirlenen başlangıç ve hedef noktaları arasındaki yol uzunlukları hesaplanarak karşılaştırma yapılmıştır. Statik durumda kullanılan bu algoritmalar birlikte sentezlenerek düğüm noktalarının kullanıldığı, dinamik engellere karşı önlem alınabildiği yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Aynı harita üzerinde geliştirilen algoritmanın kullanılmasıyla birlikte elde edilen simülasyon sonuçları değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlarda; PRM algoritmasında 1300 adet düğüm noktası kullanıldığında, düğüm noktası verimliliğinin 0.295 oranında olduğu ve optimum yol uzunluğunun 1,49 metre olduğu; RRT* algoritmasında 8000 iterasyon kullanıldığında, düğüm noktası verimliliği 0.198 oranında olduğu ve optimum yol uzunluğunun 1,44 metre olduğu görülmüştür. Geliştirilen algoritmayla 3 adımda 0,688 oranında düğüm noktası verimliliğiyle 1,42 metre uzunluğunda optimum yola ulaşılmıştır.