Development of an autonomous lawn mower with minimalist hardware approach
Minimalist donanım yaklaşımı ile otonom çim biçme robotu geliştirilmesi
- Tez No: 368735
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN, YRD. DOÇ. DR. AHMET BUĞRA KOKU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Electrical and Electronics Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Evsel otonom robotlar, 2000'li yılların başından itibaren günlük yaşantımızdaki yerlerini almaya başlamışlardır. Günümüzde, evsel robot pazarı içerisinde sayısız ürün bulunmaktadır. Tüm bu çeşitlilik içerisinde, otonom temizlik ve çim biçme robotları, ev işlerini hafifletmekteki başarıları sebebi ile pazarda en ön sırada gelmektedirler. Otonom temizlik veya çim biçme robotu satın alma aşamasındaki bir tüketici için en önemli değerlendirme kriteri, her ticari üründe olduğu gibi fiyat-performans oranıdır. Buradaki“performans”kavramı, evsel robotun seyrüsefer başarısını göstermektedir. Dolayısıyla tüm üreticiler için en iyi seyrüsefer performansını en uygun fiyata sunmak son derece önemlidir ve gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Tez kapsamında, çalışma alanı olarak otonom çim biçme robotları seçilmiş, tüketici ve pazar ihtiyaçlarına cevap verebilecek bir minimalist seyrüsefer yaklaşımı önerilmiştir. Bu kapsamda, ön-tanımlı geometrik desenler ile hareket edecek, diferansiyel sürüş kabiliyetine sahip bir otonom çim biçme robotu tasarlanmış, geliştirilmiş ve üretilmiştir. Tüm bu süreçler, tez kapsamında detaylı olarak sunulmuştur. Pahalı donanımlar gerektiren seyrüsefer tekniklerinin kullanımından kaçınılmıştır. Uygun fiyat kriterini sağlamak adına, tekerlek enkoderleri ile odometrik seyrüsefer gerçekleştirecek bir yönteme karar verilmiştir. Ayrıca, otonom çim biçme robotlarına özel bir pozisyon bilgisi düzeltme tekniği geliştirilmiştir. Odometrik seyrüsefer kaynaklı pozisyon hatasını azaltmayı amaçlayan bu teknik, biçilmiş ve biçilmemiş çim alanların tespit edilmesine dayanmaktadır. Tekniğin temel amacı, otonom çim biçme robotunun operasyonel tarama performansını arttırmak adına bir iyileştirme sağlamaktır. Tasarım, imalat ve sistem entegrasyon görevlerinin tamamlanmasının ardından, performans testleri de gerçekleştirilmiştir. Bu iç ve dış ortam fiziksel testleri, çeşitli zemin şartları ve çeşitli hareket desenleri için gerçekleştirilmiştir. Bu testler ile birlikte, otonom çim biçme robotunun seyrüsefer karakteristiği ve geliştirilen pozisyon hatası düzeltme tekniğinin tarama performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yapılan testler sonucunda, dış ortam tarama oranının arttırılması için geliştirilmiş pozisyon bilgisi düzeltme tekniğinin, odometrik seyrüsefer performansını iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, tez kapsamında önerilen bu tekniğin, görece pahalı dış ortam seyrüsefer yöntemlerine bir alternatif olabileceğine karar verilmiştir.
Özet (Çeviri)
Starting from early 2000's domestic robots have been taking their place in our daily lives. Today, numerous products are globally available on the domestic robotics market. Among many domestic robot types, robotic cleaners and lawn mowers take the lead in this competition, with their success for reducing undesired house chores. Like in every other product, the price-performance ratio is the most significant evaluation metric for a consumer while buying an autonomous robotic cleaner or an autonomous lawn mower (ALM). The“performance”in this context, mainly denotes the navigation success of the robot. Therefore, it is becoming more and more crucial for developers to offer best navigation performance with the lowest price in the market. In this thesis, ALMs are chosen as the field of study. A minimalist, low-cost navigation approach has been proposed in order to conform customer and market requirements. For this scope, a differentially driven ALM, operating with predefined geometrical coverage patterns has been designed, developed, improved and manufactured. All of these phases are given in detail in this study. The use of the localization methods that demand expensive hardware is avoided. In order to present a low-cost product, dead-reckoning method is used with only wheel encoders. In addition, an enhanced position correction technique especially for ALMs is developed. In this technique, odometric error compensation is applied, based on the identification of mowed and non-mowed lawn areas. The main objective of this technique is to provide an improvement for the coverage performance of the ALM. After completion of the design, manufacturing and system integration tasks, performance tests have also been performed. These physical indoor and outdoor tests have been performed on different terrains with various coverage patterns. These tests revealed both the navigation characteristics of the ALM and the coverage performance improvement of the proposed position correction technique. Test results showed that the proposed position correction technique achieved a significant improvement over sole odometry for outdoor coverage. It is concluded that the proposed technique can be an alternative compared to relatively expensive outdoor navigation methods.
Benzer Tezler
- Otonom dronlar için bir akıllı navigasyon ve engellerden kaçınma sistemi
An intelligent navigation and obstacles avoidance system for autonomous drones
MUZZAMIL ALI HASSAN MAHMOUD
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiDevreler ve Sistemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERSEN YILMAZ
- Hukuk güvenliği bakımından mülkiyet hakkına vergisel müdahaleler: AİHM kararları ışığında bir inceleme
Tax interventions on right to property in terms of legal security: An examination in the light of ECHR decisions
AYŞE NUR YAYLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
HukukGalatasaray ÜniversitesiKamu Hukuku Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BALCA ÇELENER
- Olasılıkçıl evrim kuramı ile çok nesnecikli dizgelerin deviniminin incelenişi ve Padé oranlarıyla da yaklaştırım
Analysis of the motion of many particle problem by using probabilistic evolution theory and approximation with Padé approximants
ELİF TATAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Matematikİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilim ve Mühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. METİN DEMİRALP
- Gümrük Birliği sürecinin Türk sermaye piyasasına etkileri
The Effects of Customer Union course on Turkish capital market
ÖNDER HALİSDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
EkonomiMarmara ÜniversitesiSermaye Piyasası ve Borsa Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN ULUDAĞ
- Билим, илим жана маданият тармагындагы Кыргызстан менен Түркиянын кызматташтыгы (1992-2012 жж.)
Kırgız Cumhuriyeti ile Türkiye Cumhuriyeti arasında eğitim, bilim ve kültürel ilişkiler (1992-2012)
KADRİ AĞGÜN
Doktora
Kırgızca
2016
TarihKyrgyz State Unıversıty Named After I ArabaevTarih Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÖLÖBEK ABDRAHMANOV