Üç boyutlu uzayda ve kapalı ortamlarda bir mobil robotun konum ve hedef tespiti
Indoor location and target detection of a mobile robot in 3D space
Yazar: BAN ISAM RASHID AL-BAYATI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN KURT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Haberleşme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Birçok uygulamada farklı görevler için mobil robotların kullanım oranı ve etkinliği artmakta ve bu robotlar için lokalizasyon ve gövde pozisyon bilgi ihtiyacı önem arz etmektedir. Bir mobil robotun koordinatlarını, bu robot ile bir dizi referans noktası arasında ölçülen mesafelere göre hesaplamak için birçok teknik bulunmaktadır. Ayrıca gövde pozisyonu ve robotun yönünü tespit etmek için ivme ölçer ve jiroskop gibi dahili algılayıcı ve dönüştürücü (tezin devamında algılayıcı ve dönüştürücü yerine sensör kelimesi kullanılacaktır) kullanılır. Bununla birlikte, kapalı ortamdaki engellerin varlığı ve sensörlerin limit değerlerinin olması bu tür sistemlerin uygulanabilirliğini sınırlandırmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada, kapalı ortamda kayıp bir mobil robotun konumunu ve gövde pozisyonunu bildiren yöntem geliştirilmiştir. Önerilen teknikte ki mobil robot veya robotlar, birbirlerine referans noktaları sağlayarak konumlandırma doğruluğunu geliştirmek için işbirliği yapmaktadır. Belirli bir robotun her bir hareketinin yürütülmesi sırasında, gerekli referans noktaları sağlamak için diğer robotlar sabit kalır. Mobil robot konum değişikliğine dayalı hareketini tamamladığında, konumu diğer robotlardan toplanan sinyallerin yanı sıra, yerleşik sensörlerden hesaplanan konumlara göre güncellenir. Daha sonra, hareketini yürütmek için başka bir robot seçilir. Aday pozisyonları arasında, robotun koordinatlarını seçmek için kullanılırsa medyan işler. Sonuçlar, önerilen yöntemin, artan sayıda işbirliği yapan robotlar ile konumlandırma doğruluğunu geliştirebildiğini göstermektedir. Matematiksel hesaplamada determinantın sıfır olması durumunda işleme devam edilebilmesi için sözde-ters matrisinden faydalanılmıştır.

Abstract:
With the increasing employment of mobile robots to achieve different tasks in many applications, the need for localization and body position for these robots is increasing rapidly. At first, many techniques are proposed to calculate the coordinates of a robot based on the distances measured between that robot and a set of reference points. Also, internal sensors, such as accelerometers and gyroscopes are used to detect the body position and the direction of the robot.  However, the effect of obstacles in an indoor environment and sensors drifts still limit the applicability of such systems. Thus, in this study, a novel technique that uses one or more robots to compensate for the missing stationary points is proposed. The robots in the proposed technique collaborate to improve the positioning accuracy, by providing reference points to each other. Per each movement execution of a certain robot, the remaining robots remain stationary, to provide the required reference points. When the robot finishes the movement execution, its position is updated based on the signals collected from the other robots, as well as, the positioned calculated from the onboard sensors. Then, another robot is selected to execute its movement. For this purpose, the pseudo-inverse matrix was also utilized to continiue when determinant result is zero.