Algorithms To Detect And Isolate Sensor Faults In Mobile Robot Control Systems

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008Bu çalışmada mobil robotlardaki algılayıcılarda meydana gelen arızaların tespit ve teşhisi üzerine simülasyon ve uygulama yapılmıştır. Mobil robotun bir algılayıcısındaki arıza doğrusal olmayan sistemleri izlemek için geliştirilen bir ana genişletilmiş Kalman filtresi ile tespit edilmektedir. Arızanın tespit edilmesi ile arızalanan algılayıcının bulunması için her bir algılayıcı için ayrı olarak tasarlanan genişletilmiş Kalman filtrelerinden oluşan genişletilmiş Kalman filtresi dizisi aktif duruma getirilmektedir. Bu filtre dizisinden elde edilen rezidüler, uygun bir karar algoritması ile kullanılarak arızalı algılayıcının teşhisinde kullanılmaktadır. Arızalı algılayıcı sağlıklı yedek algılayıcı ile değiştirilerek robotun görevini başarı ile tamamlaması sağlanmaktadır. Bu konu ile ilgili simülasyon çalışması yapılmış olup simülasyon çalışmasında kullanılan algoritma diferansiyel tipte gerçek bir mobil robota uygulanmış ve algoritmanın gerçek dünyada da beklendiği gibi çalıştığı tespit edilmiştir.In this study, simulation application of fault detection and isolation in a mobile robot system has been implemented. A sensor fault is detected by an extended Kalman filter which has been developed for observing nonlinear systems. After the fault has been detected, a bank of extended Kalman filters, which has been built for each sensor, is activated to isolate the faulty sensor. The residuals that are obtained from this bank of extended Kalman filters are used with a convenient decision logic in order to isolate the faulty sensor. The faulty sensor is replaced by the healthy redundant sensor to maket he mobile robot accomplish its duty. There has been a simulation performed and the same algorithm that has been used in simulation has been applied to a real differential drive mobile robot and it has been observed that the algorithm works fort he real world.Yüksek LisansM.Sc