A Novel Docking Algorithm Based On The LiDAR And The V-shape Features

Sercan Çağdaş TEKKÖK; Bekir BOSTANCI; Mehmet Emre SÖYÜNMEZ; Pınar OĞUZ EKİM

doi:https://doi.org/10.31590/ejosat.947521

Makale detayları

A Novel Docking Algorithm Based On The LiDAR And The V-shape Features

Yazarlar:

Sercan Çağdaş TEKKÖK | Bekir BOSTANCI | Mehmet Emre SÖYÜNMEZ | Pınar OĞUZ EKİM

Yayıncı:

Osman SAĞDIÇ

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

European Journal of Science and Technology 2021 Vol. Issue 26, pp.35-40

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000917745

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2148-2683

DOI:

https://doi.org/10.31590/ejosat.947521

Anahtar kelimeler:

Özet:

 

This paper presents a feature based docking strategy with a LiDAR for a non holonomic mobile platform to be charged at the charging station. The docking station has only a V-shape structure to be detected from the LiDAR scans. The proposed docking algorithm consists of three main sections which are the localization of the V-Shaped feature with the LiDAR measurements, the path generation with a quintic polynomial and the Proportional Integral Derivative (PID) implementation to track the generated points of the path and correct the yaw angle along the way. Once the relative position of the docking station is detected by matching the synthetically generated V-shape feature with the current Lidar scans, the trajectories are generated by calculating the coeeficients of the quintic polynomial. Afterwards, the initial states, the states and the yaw angles at the points along the path are taken as inputs and the algorithm corrects the robot’s yaw angle as it follows the path by a PID control. The algorithm is both tested within the simulation environment and the real test environment. The platform docks with a good accuracy which is around ± 2 cm in x and y, ± 1o in . With the proposed strategy, additional sensors are not necessary on the platform or on the charging station. Moreover, the robot can navigate even in the absence of light with a good accuracy. Hence, a cheaper solution is obtained for an important problem of autonomous mobile robotic applications.

 

Bu çalışma, şarj istasyonunda şarj edilecek holonomik olmayan bir mobil platform için LiDAR ile özellik tabanlı bir kenetlenme stratejisi sunar. Şarj/kenetlenme istasyonu, LiDAR taramalarından tespit edilebilecek yalnızca V şeklinde bir yapıya sahiptir. Önerilen yerleştirme algoritması, V-şekil özelliğinin LiDAR ölçümleriyle bulunması, beşli polinom ile yol oluşturulması ve yolun oluşturulan noktalarını izlemek ve düzeltmek için Orantılı İntegral Türev (PID) uygulaması olmak üzere üç ana bölümden oluşur. Sentetik olarak oluşturulan V-şekli özelliği mevcut Lidar taramaları ile eşleştirilerek kenetlenme istasyonunun göreceli konumu tespit edildiğinde, beşli polinomun katsayıları hesaplanarak yörüngeler oluşturulur. Daha sonra, yol boyunca noktalardaki başlangıç durumları, durumlar ve sapma açıları girdi olarak alınır ve algoritma, PID kontrolü ile yolu takip ederken robotun sapma açısını düzeltir. Algoritma hem simülasyon ortamında hem de gerçek test ortamında test edildi. Platform, x ve y'de ± 2 cm, 'de ± 1o civarında olan iyi bir doğrulukla yanaşmaktadır. Önerilen strateji ile platformda veya şarj istasyonunda ek sensörler gerekli değildir. Üstelik robot, ışık olmadığında bile iyi bir doğrulukla hareket edebilir. Böylelikle otonom mobil robotik uygulamalarının önemli bir problemi için daha ucuz bir çözüm elde edilmektedir.

Makale detayları

A Novel Docking Algorithm Based On The LiDAR And The V-shape Features

Yazarlar:

Sercan Çağdaş TEKKÖK | Bekir BOSTANCI | Mehmet Emre SÖYÜNMEZ | Pınar OĞUZ EKİM

Yayıncı:

Osman SAĞDIÇ

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

European Journal of Science and Technology 2021 Vol. Issue 26, pp.35-40

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000917745

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2148-2683

DOI:

https://doi.org/10.31590/ejosat.947521

Holonomik olmayan platform

Özellik tabanlı kenetlenme

LiDAR.

Sayı

Makale detayları

A Novel Docking Algorithm Based On The LiDAR And The V-shape Features

Yazarlar: Sercan Çağdaş TEKKÖK | Bekir BOSTANCI | Mehmet Emre SÖYÜNMEZ | Pınar OĞUZ EKİM

Yayıncı: Osman SAĞDIÇ

Ana Başlıklar: Uygulamalı fizik

Dergi: European Journal of Science and Technology 2021 Vol. Issue 26, pp.35-40

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 7/2021

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000917745

Sıklık: Üç Aylık

eISSN: 2148-2683

DOI: https://doi.org/10.31590/ejosat.947521

Holonomik olmayan platform

Özellik tabanlı kenetlenme

LiDAR.

Sayı

Yazarlar:

Sercan Çağdaş TEKKÖK | Bekir BOSTANCI | Mehmet Emre SÖYÜNMEZ | Pınar OĞUZ EKİM

Yayıncı:

Osman SAĞDIÇ

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

European Journal of Science and Technology 2021 Vol. Issue 26, pp.35-40

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000917745

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2148-2683

DOI:

https://doi.org/10.31590/ejosat.947521