W pracy podjęty został temat skoordynowanego ruchu systemu wielorobotowego pojazdów pływających w oparciu o lokalizację optyczną. Opracowany został algorytm ruchu wykorzystujący informację ograniczoną jedynie do: dystansu do śledzonego pojazdu, namiaru na śledzony pojazd i sygnałów sterujących własnymi napędami. W pierwszej kolejności opracowany został model matematyczny ruchu pojazdu. Identyfikacja współczynników modelu została zrealizowana z wykorzystaniem symulacji CFD i obliczeń analitycznych. Na podstawie modelu matematycznego zbudowany został najpierw model symulacyjny ruchu jednego pojazdu a następnie grupy pojazdów. W oparciu o model symulacyjny opracowany został system lokalizacji optycznej wykorzystujący świecące maszty pojazdów oraz określone zostały jego możliwości i ograniczenia. To w dalszej części prac umożliwiło opracowanie algorytmu skoordynowanego ruchu pojazdów. W ramach symulacji ruchu grupy pojazdów opracowane i dostrojone zostały systemy sterowania pojazdów oraz określone zostały możliwości i ograniczenia ruchu lidera prowadzącego grupę, aby utrzymać wszystkie pojazdy śledzące w formacji. Następnie opracowany algorytm skoordynowanego ruchu grupy poddany został weryfikacji eksperymentalnej na basenie pływackim. Aby możliwe było śledzenie trajektorii ruchu pojazdów w trakcie eksperymentów zbudowany został system śledzenia ruchu Motion Capture. Przeprowadzone badania eksperymentalne potwierdziły skuteczność działania opracowanego algorytmu ruchu grupy.
This dissertation addresses the problem of coordinated motion control in a multi-robot system of autonomous underwater vehicles employing optical localization. A motion algorithm was developed that relies solely on three types of information: the distance to a tracked vehicle, the bearing to the tracked vehicle, and control inputs to the vehicle’s own propulsion system. The research commenced with the formulation of a mathematical model of vehicle dynamics. Model parameters were identified through a combination of computational fluid dynamics (CFD) simulations and analytical methods. Based on this model, a simulation framework was first established for a single vehicle and subsequently extended to a multi-vehicle system. Within this framework, an optical localization method utilizing illuminated masts mounted on the vehicles was designed and analyzed, with its operational capabilities and limitations identified. This enabled the development of an algorithm for coordinated group motion. Control systems for individual vehicles were designed and tuned within the group simulations, and the operational constraints of the leader vehicle were characterized to ensure reliable formation maintenance by the follower vehicles. The proposed algorithm for coordinated multi-vehicle motion was experimentally validated in controlled swimming pool conditions. To enable accurate trajectory tracking during experiments, a Motion Capture system was constructed. The experimental studies confirmed the effectiveness and robustness of the developed algorithm in maintaining coordinated motion of the vehicle group.
Wydział
Wydział Mechaniczny
Status pracy dyplomowej
przed obroną
Licencja
Oświadczenie autora o udzieleniu licencji
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla wszystkich
Na stronie wykorzystywane są pliki cookie, bądź podobne rozwiązania. Aby poznać szczegóły zapoznaj się z polityką prywatności.
