Mobil robotların davranış planlamasında pıd, bulanık ve gauss denetçilerinin başarımlarının karşılaştırılması
Comparison of performance of pid, fuzzy and gauss controllers in behavior planning of mobile robots
Yazar: CİHANGİR HAN KAZANCI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN FATİH KOCAMAZ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Endüstriyel bilgisayar = Industrial computer ; Endüstriyel robotlar = Industrial robots ; Hareketli robotlar = Mobile robots

Özet:
Gezgin robota uygulanacak olan davranış modelleme algoritmalarının belirlenmesi robotik uygulamalarında en önemli hususlardan biridir. Bu kapsamda robot hareketlerini çalışma ortamında (konfigürasyon uzayı) yapılacak görevlere ve ortam değişkenlerine göre karakterize etmek gerekmektedir. Bu tez çalışmasında,  başlangıç noktasından hedef noktasına, engellerden kaçarak ulaşmaya çalışan diferansiyel tahrikli gezgin bir robota uygulanan kontrol yöntemleri ile ilgili geliştirmeler yapılmış ve gezinim algoritmaları incelenmiştir.
Mobil robot üzerindeki sensörlerden gelen veriler kullanılarak robotun çevresini algılaması ve bulunduğu ortama göre hareket etmesi sağlanmıştır. Veriler mobil robot üzerindeki sekiz adet ultrasonik mesafe sensöründen elde edilmektedir. Ultrasonik mesafe sensörleri sayesinde mobil robotun engellere göre konumu belirlenmektedir. Elde edilen bu veriler kullanılan algoritmalarda birer girdi değeri olarak kullanılmıştır. Bu girdi değerleri ile mobil robotun engellerden kaçma davranışı modellenmiştir.
Çalışmada daha önce bu konu üzerine geliştirilmiş olan PID tabanlı Sim.I.Am gezgin robot simülatörü incelenmiştir. Bu kapsamda, Sim.I.Am gezgin robot simülatör uygulamasında tespit edilen eksiklikleri gidermek ve kullanılan algoritmanın yerine farklı algoritmalar kullanılarak sonuçlar gözlemlenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında mobil robota uygulanan PID gezinim algoritmasının optimizasyonu anlatılmıştır. Özellikle mobil robotun hareket ettiği ortama göre kullanılan algoritmalar yetersiz kalabilmektedir. Çalışmanın ilerleyen bölümlerinde diferansiyel tahrikli gezgin robot sistemlerinin gezinim denetçilerinin Bulanık ve Gauss algoritmaları ile yapılandırılması önerilmiştir. 
Geliştirilen algoritmanın etkinliğini ve verimliliğini test etmek amacıyla Sim.I.Am simülasyonu, üzerinde güncellemeler yapılarak kullanılmıştır. Simülasyon ortamında bulunan engellerin konumları değiştirilerek kullanılan yeni algoritmaların kıyaslanması sağlanmıştır. Engel konumlarının değiştiği bir test ortamında simülasyon çıktıları incelendiğinde incelenen ve önerilen algoritmaların başarılı bir sonuç ürettiği gözlemlenmiştir. Tez kapsamında, önerilen algoritmalar ile elde edilen denetçilerin başarımı, daha önce yapılmış olan çalışmalar ile karşılaştırımıştır.

Abstract:
Identifying behavior modeling algorithms to be applied to the differantial drive mobile robot is one of the most important issue in robotic applications. in this context, it is necessary to characterize the robot movements according to the tasks and environment variables in the working environment (configuration space). In this thesis, navigation algorithms which were applied to a differential drive mobile robot trying to reach target by avoiding from the obstacles were examined.
Using the data from the sensors on the mobile robot, it is ensured that the robot is able to perceive the surroundings and act according to the environment. The data are obtained from eight ultrasonic distance sensors on the mobile robot. Thanks to the ultrasonic distance sensors, the position of the mobile robot according to the obstacles is determined. These data were used as input value in the algorithms used. With these input values, the avoid behavior of the mobile robot is modeled.
In this study, previously developed PID based Sim.I.Am mobile robot simulator has been examined. In this context, Sim.I.Am mobile robot simulator application to eliminate the deficiencies detected and the algorithm used instead of the results were observed using different algorithms.
In the first part of the study, the optimization of the PID navigation algorithm applied to the mobile robot is explained. Especially the algorithms used according to the environment where the mobile robot moves can be insufficient. In the following parts of the study, it is proposed to configure the navigation controllers of the differential driven mobile robot systems with Fuzzy and Gaussian algorithms.
Sim.I.Am simulation was used to show the effectiveness of the developed algorithm base controller. When the simulation results are examined, it is observed that the algorithms examined and proposed in a simulation test environment where the location of the obstacles change, produce a successful result. Within the scope of the thesis, the performance of the controller obtained by the proposed algorithms is compared with the previous studies.