Otonom simetrik mobil robotun bulanık mantık ve derin öğrenme tabanlı konum kontrolünün gerçekleştirilmesi
Realization of fuzzy logic and deep learning based position control of autonomous symmetric mobile robot
Yazar: AHMET TOP
Danışman: PROF. DR. MUAMMER GÖKBULUT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Kumanda Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Android = Android ; Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Derin öğrenme = Deep learning ; Mobil = Mobile ; Otonom sistemler = Autonomous systems ; Robotlar = Robots

Özet:
Bu tez çalışmasında, başlangıç noktasından hedef noktasına kadar engelleri geçerek hareketini sağlayan, simetrik, modüler ve otonom mobil robotun üç boyutlu tasarımı yapılarak prototipi gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada robotun hareketini sağlayan motorların hız kontrolleri PID denetleyici ile sağlanırken, ikinci aşamada bulanık mantık denetleyici ile konum kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tezin üçüncü aşamasında ortamdaki engelleri algılaması için YOLO algoritması ile nesne algılama yapılmış ve görüntü işleme ile engeli geçmesi sağlanmıştır. Bu süreçte başka herhangi bir bilgisayara ya da algılayıcıya gerek duymadan tamamen kendi donanımı ile hareketini gerçekleştirmiştir. Ayrıca başka ek donanıma gerek kalmadan robota referans değerleri gönderebilmek ve hareket anında verileri toplayabilmek için Android uygulama geliştirilmiştir.
Mobil robotun hareket sonuçları hem simülasyon ortamında hem de deneysel olarak elde edilmiştir. İlk olarak engel bulunmayan bir ortamda Android cihaz ile hedef nokta/noktalar robota gönderilerek verilen yaklaşım mesafesi içerisinde mobil robotun hedefe yönelimi incelenmiştir. Koordinat ekseninin bütün bölgelerindeki hareketleri incelemek için tek hedef, iki hedef ve üç hedef olmak üzere farklı koordinat noktaları referans olarak seçilmiştir. Daha sonra aynı işlemler engelli ortam için yapılmıştır. Sonuç olarak, robotun referans olarak verilen hedef noktalarına istenilen yaklaşım mesafeleri içerisinde hatasız bir şekilde ulaştığı görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, a three-dimensional design of a symmetrical, modular and autonomous mobile robot, which enables its movement by passing the obstacles from the starting point to the target point, is made and its prototype and control is realized. In the first stage, while the speed controls of the motors that provide the movement of the robot are carried out with PID controller, the position control is realized with fuzzy logic controller in the second stage. In the third stage of the thesis, object detection is made with the YOLO algorithm in order to detect the obstacles in the environment and it is ensured to pass the obstacle with image processing. In this process, it carried out its movement entirely with its own hardware, without the need for any other computer or sensor. In addition, an Android application is developed to send reference values to the robot and collect data during movement without the need for any additional hardware.
The motion results of the mobile robot are obtained both in the simulation environment and experimentally. Firstly, in an environment free of obstacles, the target point/points are sent to robot with the Android device and the motion of the mobil robot to target is examined within the given approach distance. In order to examine the movements in all regions of the coordinate axis, different coordinate points, including one target, two targets and three targets, are chosen as references. Later, the same procedures are done for the environment with obstacle. As a result, it has been seen that the robot reaches the referenced target points within the desired approach distances without error.