OTONOM MOBİL ROBOTLAR İÇİN A* VE OLASILIKSAL YOL HARİTASI TABANLI HİBRİT YOL PLANLAMA ALGORİTMASI TASARIMI VE ANALİZİ


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Barış UZUN

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Müslüm Cengiz Taplamacıoğlu

Eş Danışman: Haluk Gözde

Özet:

Son yıllarda gelişen teknolojiler ile robot teknolojilerinde büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Gelişen robot teknolojileri insan hayatının her alanında görülmektedir. Robotlar geliştikçe otonom yani kendi kendine hareket edebilecek, kendi kararlarını kendi verebilecek hale gelmiştir. Otonom teknolojisinin en önemli uygulamalarından biri en kısa rota hesaplama algoritmalarıdır. Bu tez çalışmasında robot teknolojilerinden bahsedilmiş ve en kısa rota hesaplama algoritmaları analiz edilmiştir. Öncelikle rota hesaplama algoritmaları sınıflandırılmaları ile gösterilmiş ve ilgili algoritmalar özet şeklinde açıklanmıştır. Tezin ana konusu olan A* ve PRM algoritmaları detaylıca açıklanmıştır. A* algoritması pratik uygulamalarda verimli ve stabil çalışan bir algoritmadır. Harita üzerindeki en kısa rotayı mutlaka bulur fakat harita boyutu büyüdükçe rota hesaplama süresi üstel bir şekilde artmaktadır. Bu sebeple mevcut bu tez çalışmasında PRM algoritması kullanılarak A* algoritmasının bu dezavantajının ortadan kaldırılması hedeflenmiştir. Ayrıca tez çalışmasında PRM algoritması detaylı olarak analiz edilmiş ve PRM algoritması ile A* algoritmasının birlikte çalışacağı hibrit bir algoritma geliştirilmiştir. Literatürdeki diğer çalışmalardan farklı olarak yeni oluşturulan algoritmanın verimliliğinin test edilmesi için 10 farklı haritada 2 algoritma rota oluşturma süresi, rota uzunluğu vb. gibi parametreler açısından karşılaştırılmıştır. Bu haritalarda literatür çalışmaları dikkate alınarak farklı zorluklarda performanslarının testlerinin gerçekleştirilmesi için farklı boyutlarda ve farklı engel yoğunluğunda analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın devamında test sonuçları incelenmiş ve algoritmaların avantajları ve dezavantajları görülmüştür. Ayrıca bu dezavantajların çözümü için yeni öneriler sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler : A* algoritması, PRM algoritması, yol planlama algoritmaları, mobil robotlar