Chemical gas concentration map building and source localization by a multi-robot system through whale optimization algorithm

Abstract

Bu çalışmada Balina Eniyileme Yöntemi (BEY)1 kullanılarak gezgin robotlarla bilinmeyen bir ortamda kimyasal gaz yoğunluğunun yüksek olduğu bölgenin tespiti yapılmıştır. Bu amaçla ilk önce BEY gezgin robot sistemleri için uyarlanmıştır. Kimyasal gaz yoğunluğu çok modlu Gauss fonksiyonu (birden fazlaGauss fonksiyonunun toplamından oluşan fonksiyon) ile modellenmiştir. Robotların ziyaret edecekleri noktalar BEY tarafından hesaplanmaktadır. Robotların gaz yoğunluk profilini bilmedikleri fakatüzerlerinde var olan kimyasal algılayıcılar ile bulundukları konumdaki yoğunluğu ölçebildikleri varsayılmaktadır. Ölçüm esnasında algılayıcı gürültülerinden oluşabilecek ölçüm hataları da normal dağılımlı bir gürültü olarak modellenmiş ve yöntemin gürültü altında da çalıştığıgösterilmiştir. Yöntemin başarısı Matlab ortamında yapılan benzetimler ile sınanmıştır.Anahtar

In this thesis, we adapted the Whale Optimization Algorithm (WOA) to a mobile robot system to map the chemical gas concentration in an unknown environment. The environment is modeled after the WOA is adapted to the robots. It is assumed that robots do not know the environment beforehand but can measure it with the existing sensors on them. The chemical gas concentration in the environment is modeled by the multimodal Gaussian function (the function of the sum of multiple Gaussian functions). In addition, noise was added to the robots' sensors, and the eect of the noise to the performance of the algorithm was investigated. The noise added to the sensor is also a normally distributed noise. Successful adaptation of the algorithm has been veried with simulations performed in the MATLAB environment.