A novel coordination framework for multi-robot systems

Tek robotlu sistemlerin temel problemlerini çözme konusunda kaydedilen büyük ilerlemeler ile birlikte, birçok araştırmacı odağını, çoklu robot sistemleri (ÇRS) çalışmalarına kaydırdı. Hemen ardından, ÇRS'lerin, tek bir robotun yapması zor, karmaşık veya imkansız olduğu sayılan bazı görevler için mükemmel bir seçim olduğu tespit edildi örnek: mekansal olarak ayrı görevler. Bir grup robotun koordineli hareketinin planılaması ve kontrolü, ÇRS'lerin temel bir araştırma problemidir. ÇRS'lerin yörünge planlama probleminin çözümüne yönelik en sık kullanılan modeller arasında yapay potansiyel alanları ve sanal yay-damper bağları yer almaktadır. Bu metotlar matematiksel olarak sağlam sayılsa da, ürettikleri yollar, robotlar arası çarpışmaların engellendiğini garanti etmemektedir. Bu durum özellikle de robotların dinamikleri, holonomik olmayan kısıtlamaları ve karmaşık geometrileri dikkate alındığında geçerlidir. Bu tezde, sanal kabukları kullanarak robotlar arası çarpışmayı önleyen yeni ve biyo-ilhamlı bir sistem sunulmaktadır. Bu sistem yüksek seviyeli yörünge planlayıcıya entegre edilmiştir. Bu sayede, düşük seviyeli kontrollerin izleyebileceği güvenli yörüngeler üretilebilmektedir. Robotların hareket kontrolü, tasarlanan hiyerarşik sanal girişler tabanlı kontroller ile sağlanmıştır. Kavram kanıtlama sürecinde kullanılan, iki ve üç boyutlu ortamlarda çeşitli koordineli görev senaryoları sunulmuştur. Üç, dört, beş ve on holonomik olmayan mobil robot grupları ile üç ve beş quadrotor İHA grupları üzerinde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen genel koordinasyon yapısının performansı, ümit verici sonuçları ile doğrulanmıştır.