Feedback motion planning with stochastic modelpredictive control
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: TUVANA DENİZ DEVECİ
Eş Danışman: Afşar Saranlı
Danışman: Mustafa Mert Ankaralı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hareket planlama ve navigasyon uygulamalarında güvenilir ve hassas kontrol yöntemlerinin kullanımı çok kritiktir. Güvenilirliği ve hassasiyeti sağlamak adına seçilen yöntemin çevreden ya da işlemin kendinden gelebilecek belirsizliği işleme dahil etmesi gerekmektedir. Fakat, kontrol metotlarının çoğunluğu belirsizliğin etkisini yok sayar ve bu durum birçok uygulamada kabul edilemez sonuçlara sebep olur. Bu tez adreslenen problem için belirsizlik ve kısıtları aynı anda hesaba katan yörüngeden bağımsız hareket kontrolü önermektedir. Bu çözüm için, Rastgele Örneklemeli Komşuluk Grafiği(SNG) yöntemine dayalı kısıtlanmış Olasılıksal Model Tahminlemeli Kontrol(SMPC) ile geri beslemeli hareket planlama önerilmiştir. SNG, robot navigasyonunda kullanılacak engel içermeyen alanı seyrek örneklemeli yöntem ile tanımlamaktadır. Bu yöntem yörüngeden bağımsız hareket kontrolüne imkan verirken seyrek alan tanımlaması sayesinde hızlı bir uygulama sağlamaktadır. Uzaklaşan Ufuk Kontrolcü yöntemlerinden biri olan SMPC, belirsizliğin olasılık dağılımları olarak tanımlandığı olasılıksal sistem modeli ile çalışmaktadır. Rastgeleliğin üstesinden gelmek amacıyla katı kısıtlar kullanmak yerine şans kısıtları tanımlanmıştır. Önerilen yöntemle yapılan simulasyon sonuçları iki boyutlu uzayda umut vadetmektedir. Farklı Uzaklaşan Ufuk Kontrolcüleri ile çeşitli Rastgele Komşuluk Grafiği yöntemleri MATLAB ortamında test edilmiştir. Kısıtsız, katı kısıtlı ve şans kısıtlı, olasılıksal ya da deterministik sistem modelleri kullanan farklı kontrolcülerin başarım oranları çeşitli gürültü seviyelerinde kıyaslanmıştır. Sonuçlar hareket planlama için seyrek grafik kullanımının uygulamayı hız ve işlem maliyeti yönlerinden etkilerken hareket kontrolü için sadece olasılıksal yaklaşımın güvenli ve hassas bir uygulama sağladığını göstermektedir.