Implementation of obstacle avoidance and autonomous guidance control with fuzzy logic for remote interactive ground vehicle

Abstract

Yüksek Lisans TeziOtonom kontrol uygulamalarının gittikçe yaygınlaştığı günümüzde, yaşanan hızlı teknolojik gelişmelerden geleneksel kara araçları da önemli ölçüde etkilenmiştir. Otonom araçların kendilerini geleneksel araçlardan ayıran yeteneği, belirlenen hedefe insan müdahalesi olmadan ilerleyebilmeleridir. Otonom bir araç bulunduğu konumu referans alarak, ulaşması gereken hedef noktasına nasıl ulaşabileceğini belirleyebilir. Bu amaçla öncelikle hangi yöne doğru hareket etmesi gerektiğine karar verir, ardından önüne çıkan engelleri algılayıp aşarak ulaşması gereken konuma varır. Bu tez çalışmasında, üzerine ultrasonik sensörler yerleştirilerek prototip tasarımı yapılan kara aracı için yön tayini ve engelden kaçma görevlerinin yerine getirilmesine yönelik otonom kontrol uygulaması gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmada, araç direksiyon sisteminde tank paleti yerine geleneksel direksiyon sistemi kullanılması tercih edilmiştir. Direksiyon hareket kontrolü için servo motordan faydalanılmıştır. Araca hareket vermek için ise düşük hızlı yüksek torklu doğru akım motoru kullanılmıştır. Araç üzerinde kontrol ünitesi olarak Arduino Mega Programlama kartı bulunmaktadır. Ayrıca yön tayini için IMU sensör modülü ve konum bilgisi okuma için GPS modülü yer almaktadır. Otonom araç kontrolü için dört farklı senaryo üzerinde test çalışmaları yapılmış olup, elde edilen sonuçlar hedeflenen konuma ulaşmak için uygulanan yön tespit ve engelden kaçma algoritmalarının benzer amaçlı gerçek hayat senaryolarında uygulanabileceğini göstermiştir.Nowadays, while autonomous control applications are becoming increasingly widespread, traditional land vehicles have also been significantly affected by technological developments. The ability of autonomous vehicles to distinguish themselves from traditional vehicles is that they can advance to the set target without human intervention. An autonomous vehicle can determine how to reach its target point by referencing its location. On this basis, it first decides the direction that should move, then perceives the obstacles in front of it, and then reaches the position it needs to reach by overcoming those obstacles. In this thesis study, a prototype land vehicle was designed by placing the necessary materials on it. An autonomous control application has been implemented to perform direction determination and obstacle avoidance tasks. In the experimental study, using a traditional steering system instead of a tank pallet in the vehicle steering system was preferred. A servo motor was used for steering movement control. A low-speed, high-torque direct current motor was used to move the vehicle. The vehicle has an Arduino Mega Programming card as a control unit. There is also a compass sensor module for direction determination and a GPS module for reading location information. Test studies have been carried out on four different scenarios for autonomous vehicle control, and the results have shown that the direction detection and obstacle avoidance algorithms applied to reach the targeted location can be applied in real-life scenarios with similar purposes