Mobil Robotlarda Genişletilmiş Kalman Filtresi Kullanılarak Kapalı Alan Haritalandırma ve Navigasyonda İyileştirme

Abstract

Bu tez çalışmasında mobil robot kullanılarak etkin şekilde iç alan haritalandırması ve navigasyon yapılması için Genişletilmiş Kalman Filtreleri (EKF) kullanılmıştır. Günümüzde mobil robotlarda navigasyon işlemleri temizlik, sipariş hazırlanması, yol tarifi gibi amaçlarla kullanılmaktadır. İç alan haritalandırma ve navigasyon sistemlerinin gün geçtikçe gelişmesi sonucunda mobil robotların daha yaygın olarak kullanılacağı öngörülmektedir. Tez kapsamında robotun üzerinde bulunan bilgisayar kendi üzerindeki tüm bilgileri alıp merkezi bir bilgisayara aktarmaktadır. Bu durum birden fazla robota ait verilerin işlenmesine olanak sağlamaktadır. Merkezi bilgisayar robottan gelen verileri EKF ile işleyerek; zaman maliyeti açısından navigasyonda ve artan doğruluk bakımından haritalamayı daha etkin bir şekilde gerçekleştirmiştir. Merkezi bilgisayarda hesaplanan verilere göre robota hareket emirleri gönderilir. Bu verilere göre robot tekerlekleri, mobil robot üzerindeki mikrobilgisayar tarafından işlenerek robot hareketi sağlanır. Tez çalışmasında iç alan haritalandırması ve navigasyon için EKF’nin yön bulma ve konumlandırmada mobil robota sağladığı performans etkisinin tespiti amaçlanmıştır. Bununla beraber mobil robottaki enerji tüketen hesaplama işlemlerinin merkezi bir bilgisayarda yapılması ile enerji verimliliği sağlanması amaçlanmıştır. Tez çalışması için yapılan mobil robotta EKF kullandığı zaman haritalandırma işlemlerinin doğruluğunda %53,8 iyileşme sağlandığı, navigasyon yapıldığı zaman ise işlem süresinde %30,5 iyileşme sağlandığı gözlemlenmiştir. Tüm işlemler merkezi bilgisayar üzerinde yapıldığında robotun işlem hızında ve maliyetinde verimlilik artışı gözlemlenmiştir. İşlemler merkezi bilgisayarda yapıldığında robotun enerjisini daha verimli kullanması sağlanarak hareketli çalışma süresi %30 arttırılmıştır.