Lider Takip Metodu ve Kübik Polinom Yol Planlama Algoritmasının Formasyon Kontrollü Çoklu Robot Sistemlerinde Uygulanması

Bu çalışmada, mobil robotların oluşumlarını koruyarak ve lider takip ederek belirli bir yol üzerinde hareketi incelenmiştir. Lider robotun başlangıç ve son konumları ve yönelimleri bilinerek kübik polinom kullanılmış ve yol üzerindeki tüm noktalarda liderin konumları bulunmuştur. Daha sonra eşkenar üçgen oluşumunu sağlamak için homojen dönüşümler ile takipçilerin bulunduğu konumlar hesaplanmıştır. Lider için maksimum hız belirlenerek belirli hesaplamalar ile liderin hız profili hesaplanmıştır. Kontrolör, liderin sağ ve sol motorları için tasarlanmıştır. Takip eden robotların hızlarını bulmak için robotların belirli bir anda olması gereken konum bilgileri kullanılarak hesaplanmıştır. Ortaya çıkan grafikler, robotların belirli açılarda nasıl bir yol oluşturacağını göstermiştir. Robotlar arasında olması gereken mesafe değerleri ile UWB'den (Ultra geniş bant) gelen konum bilgisi Matlab grafiği üzerinde gösterilmiştir. Lider ve takipçi robotların hesaplanan lineer hızları ve istenilen hızları grafiksel olarak gösterilmiştir. Lider robotun sol ve sağ motorları için oluşturulan kontrol diyagramında lineer ve açısal hızların PID'den nasıl etkilendiği gösterilmiştir.

The Application of Leader Following Method and Cubic Polynomial Path Planning Algorithm with Formation Control on Multi-Robot Systems

In this study, the movement of mobile robots on a certain path by preserving their formation and with a leader-follower was examined. Knowing the initial and final positions and orientations of the leader robot, the cubic polynomial was used and the positions of the leader at all points on the path were found. Then, the positions, where the followers were found with the homogeneous transformations, were calculated in order to provide the equilateral triangle formation. The velocity profile of the leader was calculated with certain calculations by determining the maximum velocity for the leader. Controller has been designed for the leader's right and left motors. In order to find the velocity of the follower robots, it was calculated by using the position information that the robots should be at a certain moment. The resulting graphics showed how the robots would create a path at certain angles. The distance values that should be between the robots and the location information from the UWB (Ultra-wideband) were shown on the Matlab graphics. The calculated linear velocities and desired velocities of the leader and follower robots are shown graphically. In the control diagram created for the left and right motors of the leader robot, it has been shown how the linear and angular velocities are affected by PID.

___

  • A. Gautam and S. Mohan, "A review of research in multi-robot systems," 2012 IEEE 7th International Conference on Industrial and Information Systems (ICIIS), Chennai, 2012, pp.1
  • A. Loria, J. Dasdemir and N. Alvarez Jarquin, "Leader–Follower Formation and Tracking Control of Mobile Robots Along Straight Paths," in IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 24, no. 2, pp. 727-732, March 2016, doi: 10.1109/TCST.2015.2437328.
  • Are Mjaavatten (2021). Curvature of a 1D curve in a 2D or 3D space, MATLAB Central File Exchange Retrieved July 10, 2021.
  • H. A. Poonawala, A. C. Satici and M. W. Spong, "Leader-follower formation control of nonholonomic wheeled mobile robots using only position measurements," 2013 9th Asian Control Conference (ASCC), Istanbul, 2013, pp. 1-6, doi: 10.1109/ASCC.2013.6606313.
  • H. Jiao, C. Shen, G. Feng and P. Ling, "Research on multi-tag anti-collision algorithm based on UWB real-time positioning system," 2016 IEEE Conference on Wireless Sensors (ICWiSE), Langkawi, 2016, pp. 54-58, doi: 10.1109/ICWISE.2016.8188542.
  • H. Rezaee and F. Abdollahi, "A Decentralized Cooperative Control Scheme With Obstacle Avoidance for a Team of Mobile Robots," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 1, pp. 347-354, Jan. 2014, doi: 10.1109/TIE.2013.2245612.
  • H. Xiao, Z. Li and C. L. Philip Chen, "Formation Control of Leader–Follower Mobile Robots’ Systems Using Model Predictive Control Based on Neural-Dynamic Optimization," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 63, no. 9, pp. 5752-5762, Sept. 2016, doi: 10.1109/TIE.2016.2542788.
  • Jinyan Shao, Guangming Xie, Junzhi Yu and Long Wang, "Leader-Following Formation Control of Multiple Mobile Robots," Proceedings of the 2005 IEEE International Symposium on, Mediterranean Conference on Control and Automation Intelligent Control, 2005., Limassol, 2005, pp. 808-813, doi: 10.1109/.2005.1467118.
  • K.D. Do, Formation control of multiple elliptical agents with limited sensing ranges, Automatica, Volume 48, Issue 7, 2012, Pages 1330-1338, ISSN 0005-1098
  • Li, Xiaohai & Xiao, Jizhong. (2005). Robot Formation Control in Leader-Follower Motion Using Direct Lyapunov Method. 10.
  • M. Sisto and D. Gu, "A Fuzzy Leader-Follower Approach to Formation Control of Multiple Mobile Robots," 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Beijing, 2006, pp. 2515-2520, doi: 10.1109/IROS.2006.281698.
  • Oh K K, Park M C, Ahn H S. A survey of multi-agent formation control[M]. Pergamon Press, Inc. 2015
  • W. Guanghua, L. Deyi, G. Wenyan, J. Peng, "Study on Formation Control of Multi-Robot Systems", Third International Conference on Intelligent System Design and Engineering Applications, 2013
  • X. Liang, H. Wang, Y. Liu, W. Chen and T. Liu, "Formation Control of Nonholonomic Mobile Robots Without Position and Velocity Measurements," in IEEE Transactions on Robotics, vol. 34, no. 2, pp. 434-446, April 2018, doi: 10.1109/TRO.2017.2776304.
  • X. Zhang, X. Yu, J. Lu and W. Lan, "Distributed Leader-following Formation Control for Mobile Robots with Unknown Amplitudes of Leader’s Velocity," 2020 39th Chinese Control Conference (CCC), Shenyang, China, 2020, pp. 4889-4894, doi: 10.23919/CCC50068.2020.9188817.
  • Z. Qiao, J. Zhang, X. Qu and J. Xiong, "Dynamic Self-Organizing Leader-Follower Control in a Swarm Mobile Robots System Under Limited Communication," in IEEE 2020 Access, vol. 8, pp. 53850-53856, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2980778.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Ekşi karadutun (Morus nigra L.) Türkiye’de yetiştiricilik kültürü ve alanları: Asırlık ağaçların keşfi

Kahraman GÜRCAN

Kullanılmış Kahve Telvesinin Lif Kaynağı Olarak Değerlendirilme Potansiyeli

Tuğçe BOĞA, Enes DERTLİ

N-Gram Yaklaşımı Kullanılarak Fatura Görüntülerinden Bilgi Çıkarımında Farklı Sınıflandırma Algoritmalarının Karşılaştırılması

Resmiye NASİBOGLU, Adem AKDOĞAN

Mo-katkılı Mikroalg Kullanılarak Enerji Depolama Amaçlı Süperkapasitör Üretimi

Mustafa KAYA, Fevzi HANSU, Murat AKDEMİR

Akdeniz Bölgesinde Thymus eigii (M. Zohary & P.H. Davis) Jalas Bitkisinin Farklı Gelişme Devrelerinde Verimi ile Yaprak ve Çiçeklerdeki Uçucu Yağ Bileşimi

Muzaffer BARUT, Sezen TANSI, Şengül KARAMAN

Kekik ile Doğal Boyama Yapılan Hatay İpeğinin Haslık Sonuçlarının Çok Kriterli Karar Verme Yöntemiyle En Uygun Seçeneğinin Belirlenmesi

Meral ÖZOMAY

Lineer regresyon ile NLP uygulamasının müşteri kaybı analizine adaptasyonu

Emre S. ÖZMEN

Otonom Araçlar İçin Siber Güvenlik Risklerinin Araştırılması ve Savunma Metotları

Cevat ÖZARPA, İsa AVCI, Seyit Ali KARA

YouTube'da Diyabetli Hastalar İçin Beslenme Bilgilerinin Kalitesinin ve Güvenilirliğinin Değerlendirilmesi

Nazlı BATAR, Gizem AŞKIN, Elif Beyza İPEK, Sezen SEVDİN, Rümeysa ÖZÇALKAP

Sıvı Kromatografi-Tandem Kütle Spektrometrisi ile Modifiye QuEChERS Yöntemi Kullanılarak Chlorsulfuron ve Pendimethalinin Toprakda Belirlenmesi

Tarık BALKAN