Design and construction of a GPS based unmanned ground vehicle (UGV)

Abstract

Son yıllarda, inansız araçlar araştırmacılar için oldukça popüler hale gelmiştir ve hala bu araçlar araştırmacılar ve mühendisler tarafından geliştirilmektedir. İnsansız araçlar bütün kabiliyetlere sahip olmalı ve yardım almadan bütün işlemleri gerçekleştirmelidir. Bu çalışmada bir insansız kara aracının (İKA) belirli bir konumdan belirtilen varış noktasına otonom gitmesi üzerine çalışılmıştır. Bu amaç için tasarlanan ve geliştirilen insansız kara aracında GPS ve pusula kullanılarak konumu belirlenmiş ve denetim/karar verici olarak da mikrodenetleyiciden faydalanılmıştır. İnsansız kara aracının çalışma çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Başlangıçta varış noktaları (way-points) ve/veya coğrafi koordinatlar mikrodenetleyicinin belleğine yüklenmektedir. GPS modül ile kuzey çizgisi ve anlık konum-varış noktası arasında oluşan açı her 200 ms'de bir hesaplanmaktadır. Böylece İKA'nın konumunu belirlenmektedir. Pusula sensoru de aracın kuzey ile yaptığı açıyı hesaplanmaktadır. Bu bilgilere göre mikrodenetleyici sonuçları karşılaştırıp İKA'nın yönlendirilmesini sağlayan servo motorunun yapacağı doğru açıyı komut olarak göndermektedir. Ayrıca, İKA'ya Kalman filtresi ve bir güdümleme algoritması uygulanmıştır. Çalışmanın sonunda, yapılan deneyler ve sonuçları sunulmuştur. Geliştirilen bu düzenek ile güzergah yolu veya yörüngesi izleme yeteneklerinin geliştirilmesi için test düzeneği olarak kullanılacaktır.

In recent years, unmanned vehicles have been quite popular for the researchers and that vehicles are still being developed by the researchers and engineers. Unmanned vehicle has to do all operations without operator and has all capabilities as the operator controlled. In this study, tracking of waypoint by autonomous unmanned ground vehicle (UGV) have been studied. For this purpose, designed and constructed unmanned ground vehicle location is obtained by using GPS and compass and the microcontroller is utilized as a control / decision makers. The working principle of unmanned ground vehicle is as follows: At the beginning, waypoints or earth coordinates are loaded to PIC microcontroller, GPS module calculates the new position for every 200 ms to find current angle between North and line between the current position and destination/waypoint. Compass module also calculates the current heading value that shows the angle between north and course. According to this data microprocessor compares the results and chooses the correct angle of servo that controls the direction of UGV. Besides, Kalman filter algorithm and a guidance system was applied to UGV. The tests and results are given at the end of study. This platform will be used as a test vehicle to improve capability of tracking waypoints and path following.