Formasi Leader Follower dan Penghindaran Rintangan dengan Velocity Obstacle pada Mobile Robot Nonholonomic

Abstract

Sistem multi-robot adalah sekelompok robot yang bekerja secara terkoordinasi untuk melaksanakan tugas-tugas kompleks dengan bantuan sistem komunikasi. Penelitian ini mengkaji pendekatan kontrol formasi multi-robot menggunakan metode leader-follower yang digabungkan dengan algoritma penghindaran hambatan berbasis velocityobstacle. Dalam hal ini digunakan dua strategi di mana strategi pertama multi-robot diizinkan untuk memecah formasi untuk melakukan penghindaran rintangan sedangkan untuk strategi kedua tetap menjaga formasi selagi melakukan penghindaran rintangan. Tiga konfigurasi hambatan, yaitu pada sudut 0°, -45°, dan -90° relatif terhadap jalur robot, diuji dalam simulasi pada setiap strategi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa strategi pertama memiliki waktu tempuh lebih cepat dengan rata-rata 30.5 detik dibandingkan strategi kedua yang membutuhkan rata-rata waktu 31.7 detik. Strategi pertama menunjukkan kelemahan pada error posisi yang lebih besar, dengan rata-rata 0.777 meter untuk robot 2 dan 0.600 meter untuk robot 3. Sebaliknya, strategi kedua menunjukkan keunggulan dalam menjaga formasi dengan error posisi yang lebih kecil, yaitu rata-rata 0.506 meter untuk robot 2 dan 0.488 meter untuk robot 3. Kedua strategi terbukti berhasil mencegah tabrakan di semua skenario, menunjukkan bahwa algoritma yang dihasilkan dapat melakukan penghindaran hambatan serta pembentukan formasi. ===================================================================================================================================== A multi-robot system is a group of robots that work in coordination to perform complex tasks with the assistance of a communication system. This study examines the approach to multi-robot formation control using the leader-follower method combined with an obstacle avoidance algorithm based on velocity obstacles. Two strategies were employed: in the first strategy, the multi-robot system was allowed to break formation to avoid obstacles, while in the second strategy, the formation was maintained during obstacle avoidance. Three obstacle configurations, at angles of 0°, -45°, and -90° relative to the robot's path, were tested in simulations for each strategy. The results showed that the first strategy had a faster completion time, averaging 30.5 seconds, compared to the second strategy, which required an average of 31.7 seconds. However, the first strategy exhibited greater positional errors, with an average of 0.777 meters for robot 2 and 0.600 meters for robot 3. In contrast, the second strategy demonstrated superiority in maintaining formation, with smaller positional errors averaging 0.506 meters for robot 2 and 0.488 meters for robot 3. Both strategies successfully avoided collisions in all tested scenarios, indicating that the proposed algorithm effectively handles obstacle avoidance and formation maintenance