Çoklu robot sistemlerinin formasyon kontrolü için dinamik engellerden kaçınma algoritmasının geliştirilmesi
Development of dynamic obstacle avoidance algorithm for formation control of multi-robot systems
Yazar: ZEHRA TÜFEKÇİ
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN ERDEMİR
İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Özerk gezgin robotlar, herhangi bir yönlendiriciye gerek olmadan üzerindeki sensörleri kullanarak kendi başlarına harekete başlayan önceden belirlenen bir hedef noktasına ulaştığında hareketini sonlandıran araçlardır. Özerk gezgin robotların temel olarak lokalizasyon, yol planlaması ve engelden kaçınma olarak üç temel görevi bulunmaktadır. Bilinmeyen ortamlarda dinamik engelleri tespit etmek ve hedefe ulaşmak için gerçek zamanlı yol planlaması yapmak tek robot için zorken çoklu robot sistemlerinde yol planlaması yapmak çok daha zor bir problemdir. Bunun için robotların birbirleri ile sürekli olarak iletişim halinde olması ve formasyon kontrolü gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, özerk gezgin robotlardan oluşan çoklu robot sistemlerinde dinamik ve statik engellerin bulunduğu iki farklı bilinmeyen ortamda başlangıç noktasından üç farklı hedef noktasına yol planlaması yapılmıştır. Yol planlaması için ROS move_base paketi, bilinmeyen ortamın keşfi için SLAM (Simultaneous Localization and Mapping – Eş zamanlı Konum Belirleme ve Haritalama) teknolojisi kullanılmaktadır. Çoklu robot sisteminin formasyon kontrolü için Lider- Takipçi yöntemi uygulanmış ve sütun formasyon yapısı kullanılmıştır. Yapılan çalışmada, üç farklı hedefe yapılan yol planlamasında dinamik engelli ve dinamik engelsiz ortamda hedefe gitme süreleri karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Mobile robots are vehicles that start moving on their own without the need for a router, using the sensors on them, and end their movement when they reach a predetermined target point. Mobile robots have three basic tasks: localization, path planning, and obstacle avoidance. While it is difficult for a single robot to detect dynamic obstacles in the unknown environments and make real-time path planning to reach the target, it is a much more difficult problem to make path planning in multi-robot systems. For that, robots must be in constant communication with each other and formation control is required. In this thesis, path planning was made from the starting point to three different destinations on two different unknown environments with dynamic and static obstacles in multi-robot systems. ROS move_base package is used for path planning and SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technology is used for the discovery of unknown environments. For the formation control of the multi-robot system, the Leader-Follower method was applied and the column formation structure was used. In the study, the time to reach the target was compared in the environment where there are dynamic obstacles and there are no dynamic obstacles in the path planning made to three different destinations.