Tez No İndirme Tez Künye Durumu
199106
A software environment for behavior-based mobile robot control / Mobil robotlar için davranışa dayalı kontrol yazılım ortamı
Yazar:ONUR BEKMEN
Danışman: PROF. AYDIN ERSAK
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin:
Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
143 s.
ÖZMOBİL ROBOTLAR İÇİNDAVRANIŞA DAYALI KONTROLYAZILIM ORTAMIBekmen, OnurYüksek Lisans, Elektrik-Elektronik Mühendisliği BölümüTez Yöneticisi: Prof. Dr. Aydın ErsakAralık 2006, 128 sayfaRobotik bilimi, geniş bir teori tabanıyla teknolojik pek çok öğeyi içerisinde harmanlayan,çoklu disiplinli modern bir bilim dalı olarak tanımlanabilmektedir. Robotik biliminde elektrik-elektronik mühendisliği bakımından ele alınan ana konu, akıllı, görevleri öğrenerek yerinegetirebilen, içerisinde bulunduğu ortamla etkileşerek bilgi yaratan elemanlarıngeliştirilebilmesidir. Bu kapsamda, klasik kontrol teorisi sonrası, bir üst seviye kontrolmekanizması olarak tanımlanabilecek, yaşayan organizma ve organizma gruplarındanesinlenilerek temelleri atılan, davranış tabanlı kontrol konsepti son yıllarda robotik camiasınımeşgul etmektedir.Tez çalışmasının kapsamında; davranış tabanlı kontrol kavramının incelenmesi, farklıyaklaşımların karşılaştırılması, bilgi teorisi ve dağıtık kontrol kavramları bakımındanincelenmeye uygun bulunan uygulamaların geliştirilebileceği açık kaynak bir yazılımınoluşturulması bulunmaktadır. Algoritma geliştirme ve robot kontrolü için geliştirilmiş bir çokyazılım bulunmasına rağmen davranış tabanlı robot kontrolü için kolay kullanıma sahip, iyidokümante edilmiş, açık kaynak yazılımların sayısı oldukça azdır. Bu eksiklik tespitidoğrultusunda çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmada, farklı mobil robotik uygulamalarınıngeliştirilebileceği, davranış tabanlı kontrol kavramına uygun programlamanın yürütülebileceğibir yazılım ortamı oluşturulmuştur. Oluşturulan yazılım ortamının kabiliyetlerinin sergilenip,etkinliğinin değerlendirilebileceği, detaylı bir sümülasyon yürütülmüştür. Yürütülensimülasyon, bulunduğu ortam hakkında her hangibir ön bilgiye sahip olmayan, iki sürücütekerlekli hareketli robotun hedef noktaya engel nesnelere çarpmadan, çoklu davranışkoorinasyonu yürüterek varmasını amaçlamaktadır. Koordinasyon amaçlı yapay sinir ağlarıkullanılmakta, davranış modülleri ise bulanık kontrol içermektedir. Hedef nokta belirlenenkriterler doğrultusunda robota sabitlenmiş simüle edilen sensörler aracılığıyla tespitedilmektedir. Ortamda hareketli ve sabit engel nesneler de bulunmaktadır. Elde edilensonuçlar detaylı şekilde tez raporunda aktarılmaktadır.Anahtar Kelimeler: Davranış tabanlı robotik, davranış koordinasyonu, yapay sinir ağları,bulanık kontrol, yön bulma, engel aşma.
ABSTRACTA SOFTWARE ENVIRONMENT FORBEHAVIOR-BASEDMOBILE ROBOT CONTROLBekmen, OnurM.Sc., Department of Electrical and Electronics EngineeringSupervisor: Prof. Dr. Aydın ERSAKDecember 2006, 128 pagesRobotic science can be defined as a modern multi-disciplinary branch of science, which hostsmany technological elements with a huge theoretic base. From electrical and electronicsengineering point of view, construction of intelligent agents that produce and/or collectsinformation by interacting the surrounding environment and that can achieve some goal vialearning, is investigated in robotic science. In this scope, behavior-based robotic control hasemerged in recent years, which can be defined as a hierarchically higher control mechanismover classical control theory and applications.In this thesis, software which is capable of producing behavior-based control over mobilerobots is constructed. Research encapsulates an investigation on behavior-based roboticconcept by comparison of different approaches. Although there are numerous commercial andfreeware software products for robotics, the number of open source, detail documentedsoftware on behavior-based control concept together with easy usage is limited. Aimed tofulfill a necessity in this field, an open source software environment is implemented inwhich different algorithms and applications can be developed. In order to evaluate theeffectiveness and the capabilities of the implemented software, a fully detailed simulation isconducted. This simulation covers multi-behavior coordination concept for a differential drivemobile robot navigating in a collision free path through a target point which is detected bysensors, in an unstructured environment, that robot has no priori information about, in whichstatic and moving obstacles exists. Coordination is accomplished by artificial neural networkwith back-propagation training algorithm. Behaviors are constructed using fuzzy controlconcept. Mobile robot has no information about sizes, number of static and/or dynamicobstacles. All the information is gathered by its simulated sensors (proximity, range, visionsensors). Yielded results are given in detail.Keywords: Behavior-based robotics, behavior coordination, arbitration, command fusion,neural network, fuzzy control, navigation, obstacle avoidance.