BİRDEN FAZLA GEZGİN ROBOTLA NESNE TAŞIMA İÇİN HAREKET PLANLAMA VE KONTROL

Transkript

1 BİRDEN FAZLA GEZGİN ROBOTLA NESNE TAŞIMA İÇİN HAREKET PLANLAMA VE KONTROL ALPAAN YUFKA Y.LİSANS EEM ÖĞRENCİSİ HAZİRAN, 21 DANIŞMAN : DR. METİN ÖZKAN Yansı i/v ESOGU YAPAY ZEKA & ROBOK ARAŞTIRMA LAB.

2 İÇERİK 1. Giriş 2. Önerilen İşbirlili Taşıma Sistemi 3. Hareet Planlama 4. Gezgin Robot un Kontrolü 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar 6. Sonuç Yaınlar Videolar Slide ii/v

3 1. Giriş Günlü aşamda bir işi ağır ve büü bir nesnei taşımaı denediğinde başalarının ardımına ihtiaç dumatadır. Nesnei düşürmeden ve çarpmadan taşıabilme için işiler işbirliği apmalıdır. Bu düşünce işbirlili taşıma görevleri için robotlara uarlanabilir. Yansı 1/21 İşbirlili robot sistemlerinin te robotlu sistemlere göre avantajlı olduğuna ve sistemin tüm veriminde bir artış arattığına inanılmatadır.

4 1. Giriş PROBLEMİN TANIMI : Te bir nesnenin bir robot tarafından taşınamaacağı durumlarda bu nesnenin ii vea daha fazla robottan oluşan bir robot grubu tarafından işbirlili taşınılmasıdır. Bu amaçla formason tabanlı bir hareet planlaması ve hareetin denetlenmesi için öntem geliştirilmesidir. Yansı 2/21

5 1. Giriş MOTİVASYON: Literatür de bulunan çoğu işbirlili taşıma alaşımları özel aparatlara, robotlar arasında bir uvvet dağılımına, her öne serbestçe hareet edebilen omni-directional) a da araba tipi robotlara ihtiaç dumatadırlar. Çoğu alaşım nesnei zemin üzerinde taşımatadırlar. Nesne, sanal bir lider robot olara düşünülmemiştir. Nesne, çatal aldıraçlara sahip forlift) robotlar tarafından aldıraçları üzerinde taşınmamıştır. Yansı 3/21

6 2. Önerilen İşbirlili Taşıma Sistemi Önerilen alaşımda sanal lider-taipçi tipi formason tabanlı işbirlili bir taşıma önerilmetedir. Taşınaca olan nesne sanal lider ) olara abul edilmetedir. in referans oordinat sistemi, ), nesnenin ağırlı merezine G) iliştirilmiştir. için bir örünge oluşturulur ve in referans oordinat sistemi bu örüngei izler. Yansı 4/21

7 2. Önerilen İşbirlili Taşıma Sistemi Taipçi robotlar T i,i=1,2, ), e göre d i uzalığında ve i=1,2, ) açısı ile bir formason oluşturmatadırlar. Bu ii bilgii ullanara her bir taipçi robot endi örüngesini oluşturup izlemetedirler. Başlangıçta robotlar eş zamanlama apmatadır. Formasonun biçimi, taşınan nesnenin şeline ve robotların nesnele temas ettileri notalara göre değişebilir. Yansı 5/21

8 3. Hareet Planlama Gezgin robot un inemati modeli, Yansı 6/21 T R R r r 1 sin cos ) 2 L R L R T D R r R

9 3. Hareet Planlama Yol Oluşturma, Sanal Lider için aratılan örünge riti düğüm notalarından oluşmatadır. Bu notalar birbirine bağlandığında düz çizgilerden oluşan ve sert geçişlere sebep olaca bir ol oluşmatadır. Bu ol, in inemati ısıtları ve taipçi robotların formason ısıdına ilerii ansılar içerisinde anlatılaca) göre düzgün eğri bir ola dönüştürülmesi gerelidir. Düğüm Düğüm j Düğüm Düğüm i Düğüm j Düğüm i Düğüm j Düğüm j Yansı 7/21 Düğüm i Düğüm Düğüm i Düğüm j Düğüm

10 3. Hareet Planlama Düzgün Eğri Yörünge Oluşturma, Kriti notalar şeilde gösterildiği gibi düzgün eğri bir örüngee dönüştürülmetedir. Düğüm Düğüm i X S Y S S ) Yansı 8/21 P C P L 1 S P RS L 4 ICC j L R L 2 L3 L 1 D Düğüm j Q F Q RF X F Y F F ) L d 2 4 L 2 L 4 L L L L cos D 2) R tan D 2) 1 R[ 1] cos D 2) L L D F L S RF RS

11 Yörüngenin Arılaştırılması, Gezgin robotun verilen örüngei bilgisaarla ontrol edebilmesi ve endi içerisindei örünge izleme denetleicisini bilgisaarla ullanara taip edebilmesi için öncelile örünge arılaştırılmalıdır. Yansı 9/21 3. Hareet Planlama s t v v ) ))] cos ) [cos ) ))] sin ) [sin ) ) )) sin ) )) cos ) t v t v s s ) ) ) tan )) sin )) cos 1 d d i i = )) sin )) cos d d i i enb enb s t 2 2 )] [ )] [

12 3. Hareet Planlama Formason ısıtı, Sanal robot endisine verilen düzgün eğri örüngei izleren, çatal aldıraçlara sahip taipçi robotların da nesnenin durumuna göre endi referanslarını taip edebilmesi için taipçi robotların sanal robota göre oluşan bağıl açısına ısıt getirme gerelidir. Bu ısıt robotların nesnei düşürmeden çatal aldıraçları üzerinde taşıması için getirilmetedir. istenen Yansı 1/21

13 4. Gezgin Robot un Kontrolü Gezgin Robot un Denetlenmesi, Yaratılan örünge/lerin izlenebilmesi için Kanaama tarafından önerilen asimptoti ararlı bir örünge denetlemesi ullanılmıştır. Sunulan denetleicinin ararlılığı Lapunov fonsionu ullanılara anıtlanmıştır. Hata Dönüşümü, q r p r p s p h Dönüşüm Denetleme Kuralı e Hız Diresion) Denetlemesi Kinemati Denetleici Hız sınırlandırıcı ' Robot un Kinemati Modeli q s e cos s ) sin s ) r e e sin s ) cos s ) r e 1 r Denetleme Kuralı, v e, qr ) v u e, q ) v r r r r s s s cos e) Ke K K sin )) e e Yansı 11/21 Lapunov Fonsionu, V V 1 cos 1 2 e e 2 e ) 2 K K sin 2 2 e e vr K K )) )

14 4. Gezgin Robot un Kontrolü Kazanç parametrelerinin belirlenmesi, K, K ve K θ azanç parametrelerinin deneme anılma öntemi ullanılara bulunabilmetedir. Yapılan çalışmada bu parametreleri belirleebilme için 5-4 mm/sn arası doğrusal hızlarda 5 er artışla çeşitli testler apılmıştır. Gezgin robotun hızına bağlı bir n fonsionu elde edilmiştir. K K K 2 n ) v r r 4K 2 2 n v Kriti sönümlü sistem için ) Yansı 12/21

15 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Diferansiel sürüşlü holonomi olmaan çolu otonom gezgin robotlar için önerilen işbirlili taşıma alaşımı, Linu işletim sistemi üzerinde C++ programlama dili ullanılara odlanmış; P3-DX robotlar ullanılara gerçe düna ugulamaları ve MobileSim benzetim ortamı deneleri ile test edilmiştir. Sanal lider, 5 mm/sn doğrusal ve 5 /sn açısal hızlara sahiptir. θ istenen 2 olara seçilmiştir. Kullanılan ortamlar, Yansı 13/21

16 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Düğüm notaları ullanılara oluşturulan zig-zag örüngeler, 9 Referans Yorunge Referans Yorunge 8 6 eseni mm) eseni mm) eseni mm) eseni mm) Yansı 14/21

17 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Benzetim Sonuçları, 2 robot-die Enb. İzleme Hatası mm) Benzetim areleri Enb. Bağıl Açı derece) eseni mm) robot-paralel eseni mm) robot robot Yansı 15/21 4 2

18 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Ugulamalar, Robotların nesnei üzerlerinde taşıması, Yansı 16/21

19 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Yansı 17/21 Ugulamalar, Robotların nesnei üzerlerinde taşıması, Bagil aci derece) Bagil aci derece) Bagil aci derece) Bagil aci derece) 2 1.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Orne 2.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Orne 1.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Orne 2.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi

20 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Ugulamalar, Robotların nesnei çatal aldıraçlarının üzerinde taşıması, Yansı 18/21

21 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Ugulamalar, Yansı 19/21 Bagil aci derece) Bagil aci derece) Bagil aci derece) Bagil aci derece) Orne 2.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Orne 1.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Orne 2.Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Taipcinin Nesnee olan bagil acisi Orne

22 5. Benzetim Deneleri ve Ugulamalar Ugulamalar, Yansı 2/21 Dogrusal hiz mm/sn) Linear velocit mm/sn) Taipcinin dogrusal hizi Orne 2 2.Taipcinin dogrusal hizi Orne 2

23 6. Sonuç Yapılan çalışma ile çolu robotlar tarafından işbirlili taşıma alanına eni bir alaşım ile atıda sağlanmıştır. Holonomi olmaan diferansiel sürüşlü ve çatal aldıraca sahip gezgin robotlar formason tabanlı bu eni alaşımı ullanara merez notalarının üzerinde ve çatal aldıraçlarının üzerinde nesnei işbirlili olara taşıabilmişlerdir. Yapılan tez çalışmasının sonunda hedeflenen amaçlara ulaşılmıştır. Yansı 21/21

24 Yaınlar ISCSE 21, Kuşadası, Adın Kabul edildi, Sunuldu) UVW 21, İstanbul Kabul edildi, Sunuldu) IEEE SMC 21, İstanbul Kabul edildi, Sunulaca) TOK 21 Kabul Belenior) Tezin Maalesi Hazırlanıor Yansı iii/v ESOGU YAPAY ZEKA & ROBOK ARAŞTIRMA LAB.

25 Videolar Yansı iv/v ESOGU YAPAY ZEKA & ROBOK ARAŞTIRMA LAB.

26 Teşeür ve Sorular Sunumumu dinlediğiniz için teşeür ederim Sorular??? Alpaslan Yufa tarafından sunuldu. ESOGU AIRLAB Web Sitesi, Yansı v/v ESOGU YAPAY ZEKA & ROBOK ARAŞTIRMA LAB.