Bir insansız kara aracının model öngörü kontrol metodu ile GPS tabanlı yol takibi

Abstract

Bu makalede prototip tasarımı yapılmış olan bir insansız kara aracının yol takip kontrolü konum ve yönelim hata geri beslemesine dayalı olarak sunulmuştur. Bu otonom aracın konum ve yönelimini doğru bir şekilde tanımlamak için aracın ölçme ünitesi gerçek zamanlı küresel yer belirleme sistemi (RTK-GPS), ataletsel ölçme ünitesi (IMU) ve mutlak enkoder sensörlerini içermektedir. Mobil robotun yörünge takibi için ardışık olarak doğrusallaştırılmış ve ayrıklaştırılmış kinematik bir modele dayalı model öngörülü kontrol kullanılmıştır. Bu optimal kontrol metodu verilen bir yol referansı üzerinde hatasız bir şekilde hareket ettiği kabul edilen holonomik olmayan sanal bir araca göre oluşan en küçük konum ve yönel hatalarına ek olarak en düzgün direksiyon açısının elde edilmesi üzerine işlevini gerçekleştirmektedir. Burada takip edilen yollar bir sayısal haritalama programından elde edilen kontrol noktaları ile oluşturulan rasyonel temelli eğriler (spline) veya bilindik geometrik eğriler ile tanımlanmaktadır. Bu makale hem benzetim hem de gerçek zamanlı deneysel test çalışmalarını içermektedir. Elde edilen sonuçlar aracın tasarım performansı ve kontrol stratejisi yönünden irdelenmiştir. Gerçek araç prototipi üzerindeki fiziksel sınırlandırmalara rağmen konum ve yönelim hatalarının makul sınırlar içerisinde oluştuğu gözlemlenmiştir. Özellikle direksiyon açısının aşırı bir salınıma maruz kalmaması kullanılan kontrol metodunun iyi bir performans gösterdiğini ifade etmektedir.