T E L K O M N I K T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   1 8 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 0 ,   p p .   30 8 8 ~ 3 09 5   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Kem en r is tek d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 8 i 6 . 1 6 4 3 1     3088       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Desig n of a co nt r o ller f o r w heeled   mo bile robo ts bas ed on  a utom a tic  mo v ement sequ encing       H o lm a n M o ntie l A riza F re d y   H .   M a rt ínez  S. F er na nd o   M a rt ínez  S.   F a c u lt a d   Tec n o g ica ,   Un i v e rsid a d   Distrit a F ra n c isc o   Jo   d e   Ca l d a s,   Co lo m b ia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   19 2 0 2 0   R ev is ed   J u l 0 6 , 2 0 2 0   Acc ep ted   J u l   26 2 0 2 0       Th e re   a re   m a n y   k in d o f   ro b o ts  a n d   a m o n g   t h e m   th e   wh e e led   m o b il e   ro b o ts  (W M R)  sta n d   o u t,   b e c a u se   th e y   a re   re lativ e ly   c h e a p   a n d   e a sy   to   b u il d .   T h e se   fe a tu re m a k e   WM Rs  t h e   tes p ro to t y p e f o c o n tr o l   stra teg ies   o m o t io n   g e n e ra ti o n .   I n   g e n e ra l,   th e   c o n tro l lers   d e v e lo p e d   a re   b a se d   o n   se n s o r y   sc h e m e th a g iv e   a n   WM R   th e   a b il it y   to   tr a v e th r o u g h   flat   o r   o b stru c ted   e n v iro n m e n ts.   Ho we v e r,   th e se   stra teg ies   a re   h ig h ly   re a c ti v e ,   i. e .   th e y   a re   b a se d   o n   t h e   c o n tro l - a c ti o n   sc h e m e   a n d   a re   n o a d a p ti v e o r,   t h e y   a re   m o ti o n   sc h e m e b u il fr o m   sim u latio n s   t h a a ss u m e   t h e   e n v ir o n m e n tal   c o n d it i o n s   to   d e term in e   th e   r o b o t' p a th .   In   b o th   c a se s,  WM Rs  d o   n o t   a d a p t   p e rfe c tl y   to   t h e   c h a n g e   o f   e n v iro n m e n t,   sin c e   th e   c o n tr o ll e d o e n o f in d   a p p ro p riate   m o v e m e n ts  fo r   th e   ro b o to   m o v e   fr o m   o n e   p o in t o   a n o th e r.   T h e re fo re ,   t h is  a rti c le  p ro p o se sa   p a rti a so lu ti o n   to   t h is  p r o b lem ,   with   a   c o n tr o ll e th a g e n e ra tes   se ts  o a d a p ti v e   m o v e m e n ts  fo a n   WM t o   trav e a ro u n d   it e n v i ro n m e n fro m   t h e   se n so ry   p e rc e p ti o n   in f o rm a ti o n .   K ey w o r d s :   C o n tr o ller   Gen etic  alg o r ith m     Op tim izatio n   alg o r ith m   Sen s o r   W h ee led   m o b ile  r o b o ts     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ho lm an   Mo n tiel A r iza    Facu ltad   T ec n o g ica ,   Un iv er s id ad   Dis tr ital  Fra n cisco   J o s é  d C ald as,   C ll 6 8   B is   Su r   No .   4 9 F 7 0 ,   B o g o tá  D. C ,   C o lo m b ia .   E m ail:  h m o n tiela@ u d is tr ital.e d u . co       1.   I NT RO D UCT I O N   r o b o is   b asically   s y s tem   t h at  p er f o r m s   o n o r   m o r task s   au to m atica lly ,   wh ich   in cr ea s es  th lev el  o f   p r ec is io n   an d   ac cu r ac y   th at  h u m an   b ein g   ac h iev es  wh en   p er f o r m in g   h i g h - r is k ,   h ea v y   o r   r e p etitiv ac tiv ities .   Fo r   ex am p le,   v ir tu a ass i s tan ts   th at  h elp   o n lin u s er s   o r   r o b o tic  m an i p u lato r s   th at  p er f o r m   weld in g   task s   in   au to m o tiv m an u f ac tu r in g   lin es  [ 1 - 4 ] .   A s   c a n   b e   s e e n ,   t h e   r o b o t   d e f i n i t i o n   i s   n o t   o n l y   a p p l i e d   t o   d e s i g n a t e   p r o t o t y p e s   w i t h   m e c h a n i c a l   a n d   e l e c t r i c a l   p a r t s ,   b u t   a l s o   t o   d e s i g n a t e   v i r t u a l   p r o t o t y p e s   t h a t   h a v e   a   d i g i t a l   r e p r e s e n t a t i o n   o r   a r e   a v a i l a b l e   i n   c o m p u t e r   s y s t e m s .   T h e r e f o r e ,   t h e r e   i s   m a n y   r o b o t s   a n d   w a y s   t o   c l a s s i f y   t h e m ,   s u c h   a s   m o b i l e   r o b o t s   t h a t   a r e   t r a n s p o r t   m a c h i n e s   w i t h   a   c e r t a i n   d e g r e e   o f   a u t o n o m y   a n d   l o c o m o t i o n   t o   t r a v e l   a r o u n d   t h e i r   e n v i r o n m e n t   [ 3 ,   5 ,   6 ] .     W h ee led   m o b ile  r o b o ts   ( W MR )   ar ca s o f   m o b ile  r o b o an d   h a v ad v a n tag es  s u ch   as;  t h ea s o f   p h y s ical  im p lem en tatio n   o r   th ab ilit y   to   tr av el  lo n g   d is tan c es in   s h o r t tim e.   T h ea s o f   im p lem en tatio n   h as   in cr ea s ed   th m ass   o f   th is   ty p e   o f   r o b o an d   th f r eq u e n cy   in   in d u s tr ial  o r   r esear ch   ap p licati o n s   ( e. g .   t h Ma r s   E x p lo r atio n   R o v er   u s ed   in   s p ac m is s io n s )   [ 6 - 8 ] .   An o th er   f ea tu r o f   W MR s   is   th at  th ey   in co r p o r ate  g r o u p s   o f   in s tr u m en ts ,   s en s o r s   o r   ac ce s s o r ies  to   in ter ac with   th eir   en v ir o n m e n t,  wh ich   attem p ts   to   r ed u ce   o r   elim in ate   h u m an   in te r v en tio n   an d   i n cr ea s th lev el  o f   au to n o m y   d u r in g   th ex ec u tio n   o f   ce r t ain   task s .   Alth o u g h     th au to n o m y   lev el   o f   an   W MR   is   h ig h   e n o u g h   to   s o lv e   p r o b lem ,   t h er a r elec tr ic al  ( en er g y   s u p p ly ) ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA  T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Desig n   o f a   co n tr o ller   fo r   w h e eled   mo b ile  r o b o ts   b a s ed   o n   a u to ma tic  mo ve men ( Ho lma n   Mo n tiel   A r iz a )   3089   m ec h an ical  ( r e p air   o r   r e p lace m en o f   p ar ts ) ,   c o m p u ter   ( g en e r atio n   o f   co n tr o in s tr u ctio n s )   o r   elec tr o m ec h an ical  ( in teg r atio n   o f   co m p o n en ts )   lim itatio n s   th at  d o   n o t a llo it to   ac h iev th is   ca p ac ity   in   its   en tire ty   [ 9 1 0 ] .     So m p r o p o s als  th at  ac h iev a   ce r tain   lev el   o f   au to n o m y   o f   an   W MR   ar r elate d   t o   th e   ca p ac ities   to   p er ce iv e,   s h ap e,   p lan   an d   ac t,  wh ich   h av b ee n   wo r k ed   o n   f r o m   d if f er en p o in ts   o f   v iew.   On o f   th ese  p r o p o s als   is   th r ea ctiv e   s ch em e   b ased   o n   p er ce p tio n   a n d   a ctio n ,   i.e .   th W MR   im p lem en ts   s en s o r   th at,   o n   r ec eiv i n g     s tim u lu s   f r o m   th en v ir o n m en t,  m o d if ies  th s tate  o f   th ac tu ato r s .   Alth o u g h   th is   s ch em r ed u ce s     th p r o ce s s in g   s p ee d   o f   t h r o b o co n t r o ller   ( it  r eq u ir es  f ew  r eso u r ce s   to   o p er ate) ,   it  li m its   th am o u n o f   m o v em en ts   o f   th ac tu ato r s   b ec au s th ey   ar r ed u ce d   to   th in d icatio n s   g iv en   at  th e   t im o f   g en er atin g     th co n tr o ller   [ 11 - 1 3 ] .   I n c r e a s i n g   t h e   n u m b e r   o f   m o ti o n s   a v a i la b l e   o n   a n   W MR   c o n t r o l l e r   is   n o t   a   s i m p le   t as k ,   s i n c e   i n c r e a s i n g   t h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e   c o n t r o ll er   r e d u c e s   t h e   r o b o t' s   o p e r at i n g   s p e e d   w h e n   p e r f o r m i n g   a   t as k .   T h e r e f o r e ,   m o t i o n   a n d   c o n t r o l   s c h e m e s   h a v e   b ee n   w i d e l y   s t u d i e d   a n d   t h e r e   a r e   r e m o t e   o r   l o c al   i m p le m e n t at i o n   a l g o r i t h m s   f o r   o p e r a t i n g   a n   W MR .   S o m e   o f   t h e   m o s t   u s e d   a l g o r it h m s   c u r r e n t ly   a r e   t h e   r o u t e   m a p p i n g   a l g o r i t h m s ,   m a c h i n e   v i s i o n   a l g o r i t h m s   a n d   l o c a l   o p e r a t i o n   a l g o r i t h m s .   F i r s t ,   t h e r e   a r e   t h e   r o u t i n g   a l g o r i t h m s   t h a t   f r o m   a   d e f i n e d   e n v i r o n m e n t   c r e a t e   a   s e q u e n c e   o f   i n s t r u c ti o n s   t h a t   a r e   s e n t   t o   t h e   r o b o t ,   t o   g o   f r o m   o n e   p l a c e   t o   a n o t h e r .   I n   s e c o n d   p l a c e ,   t h e r a r e   t h e   m a c h i n e   v is i o n   a l g o r ith m s   t h a t   b y   m e a n s   o f   a n   i m ag e   p r o c e s s i n g   al g o r i t h m   d e t e r m i n e   t h e   l o c a ti o n   o f   o b s t a c l es   s o   t h a t   t h e   r o b o t   a v o id s   t h e m   wi t h   t h e   a d v a n t a g e   t h at   t h e   e n v i r o n m e n t   c a n   b e   p a r t i al l y   k n o w n .     F i n al l y ,   t h e   l o c a l   o p e r a t i o n   a l g o r i t h m s   a r e   o p e r a t i n g   r o u t i n e s   t h a t   a r e   i m p l e m e n t e d   d i r e c tl y   o n   t h e   r o b o t   c o n t r o l l e r   a n d   d e p e n d   o n   t h e   r e s p o n s e   o f   t h e   s e n s o r s   t o   t h e   e n v i r o n m e n t   [ 1 2 - 1 4 ] .   I n   s u m m ar y ,   th r a n g a n d   s p e ed   o f   r esp o n s o f   a n   W MR   d ep en d s   o n   t h r o b u s tn ess   o f   th co n tr o ller .   Ho wev er ,   th ef f icien cy   o f   a   co n tr o ller   is   s u b ject  u n d er   s tu d y ,   s in ce ,   cu r r en co n tr o l ler s   ar s u b ject  t o   v ar i ab les  th at  lim it  th e   am o u n o f   m o v e m en o f   th e   ac tu at o r s   an d   th a b ilit y   to   e x p lo r e   th eir   en v ir o n m en t.   T h er ef o r e,   th is   ar ticle  p r o p o s es  co n tr o s tr ateg y   f o r   W MR   th at  g en er ates  in s tr u ctio n   lib r ar ie s   with o u d e f in ed   d ep th   u s in g   a n   o p tim izatio n   alg o r ith m   s o   th at  th r o b o p er f o r m s   m o v em en ts   in   an   a d ap tiv way .     T h alg o r ith m   d ev elo p e d   an d   th e   r esu lts   o b tain ed   ar e   r ep o r ted   in   th f o ll o win g   s ec tio n s ,   w h ich   a r o r g an ized   as   f o llo ws:   s ec tio n   2   d escr ib es  th co n ce p ts   r eq u ir ed   to   u n d e r s tan d   th f u n ctio n in g   o f   t h alg o r ith m ,   s e ctio n   3   p r esen ts   th p r o p o s ed   alg o r ith m   an d   d escr i b es its   o p er atio n .   Fin ally ,   s ec ti o n   4   p r esen ts   th r esu lts   o b tai n ed .       2.   M AT E R I AL S   AND  M E T H O DS     T h W MR   co n tr o ller   p r o p o s ed   in   th is   ar ticle  co d es  th m o v e m en ts   o f   th ac tu ato r s   o f   u n i cy cle  r o b o t   u s in g   th e   R OS  ( r o b o o p er atin g   s y s te m )   lan g u ag e ,   f r o m   th e   m o tio n   s ets  b u ilt  u s in g   an   o p tim izatio n   alg o r ith m   in   s im u lato r   s et  u p   f o r   th at  p u r p o s e.   T h ese  co n ce p ts   ar e x p lain ed   in   d etail  in   th is   s ec tio n .     2 . 1   U nicy cle  ro bo t     T h co m b in atio n   o f   d if f er e n ty p es  o f   wh ee ls   o r   th eir   lo ca tio n   with in   th s tr u ctu r o f   an   W MR   ch an g es  th k in em atics  o f   th r o b o t,  s o   th ey   h a v b ee n   g r o u p ed   in   d if f e r en way s .   Alth o u g h   t h f u n ctio n ality   o f     th W MR   allo ws  it  to   b clas s if ied   ac co r d in g   to   its   s p ec ialty   ( e. g . ,   s ea r ch   o r   r escu e) ,   th ar r an g em e n o f   its   wh ee ls   is   th m o s co m m o n   f o r m   o f   class if icatio n ,   s in ce   it  d if f er en tiates  r o b o ts   with   r esp ec to   th eir   m an eu v er a b ilit y ,   an d   am o n g   t h em   ar e:  o m n id ir ec tio n al,   u n ic y cles,  tr icy cles a n d   q u a d r icy cl es [ 9 - 1 3 ] .   O m n i d i r e c ti o n a l   r o b o t s   h a v e   a   g r e a t e r   n u m b e r   o f   d e g r e e s   o f   f r e e d o m   ( n u m b e r   o f   a x es   i n   w h i ch     a   m o v e m e n t   i s   m a d e )   t h a n   o t h e r   t y p e s   o f   r o b o t ,   s i n c e   t h e y   m o v e   i n   a l m o s t   a n y   d i r e c t i o n   w i t h o u t   t h e   n e e d   t o     re - o r i e n t   t h e m s el v e s   w h e n   t h e y   a r e   g o i n g   t o   r o t a t e .   U n i c y c l e s   h a v e   s i m p l e   k i n e m a ti cs ;   t h ei r   s t r u c t u r e   is   c o m p o s e d   o f   t w o   f i x e d   w h e e ls   a l i g n e d   o n   t h e   s a m e   a x is   an d   a   s u p p o r t   w h e e l   t h a t   a l l o w s   t h e m   t o   t u r n   o n     t h e   t u r n i n g   a x i s   o f   t h e   p l a t f o r m   a s   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 .   T h e n   t h e r e   a r e   t h e   t r i c y c l es   a n d   q u a d r i c y c l e s   t h a t   i n c o r p o r a t t h r e e   o r   f o u r   w h e el s   ( r e s p ec t i v el y )   i n   t h ei r   s t r u c t u r t r y i n g   t o   k ee p   t h e   c e n t e r   o f   g r a v it y   i n   t h e   ce n t e r   o f   t h s t r u ct u r e   w h e n   i n c r e a s i n g   t h e   r o b o t   s p e ed .   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   T u r t l eB o t   u n i c y c l e   r o b o t   w a s   u s e d ,   w h i c h   c o n s i s t s   o f   a   m o d u l a r   c h a s s i s   t o   p l ac e   el e c t r o n i c o m p o n e n t s ,   s u c h   a s :   c o n t r o l   c ar d s ,   c a m e r as ,   s e n s o r s   o r   a cc e s s o r i e s .   I n   a d d i ti o n ,     t h e   c o n t r o l l e r   o f   t h i s   r o b o t   i n t e r p r e t s   R OS   l o c al l y ,   w h ic h   a l l o w s   t h e   u s e r   t o   u s e   a   s t a n d a r d   la n g u a g e   f o r m   t o   c o n t r o t h e   r o b o t   m o v e m e n t s   [ 1 5 ] .   On   th o n h an d ,   th e   r o b o tic   o p er atin g   s y s tem   o r   R OS  is   s tan d ar d ized   wo r k   en v ir o n m en f o r   d ev elo p in g   ap p licatio n s   f o r   r o b o ts   an d   im p lem en ts   s o m b asic  s er v ices  th at  co n tem p la te:  th ab s tr ac tio n   o f     th h ar d war e ,   th c o n tr o s y s tem s ,   th way   o f   co m m u n ica tio n   an d   t h tr an s m is s io n   o f   m ess ag es  b etwe en     th r o b o t   an d   th e   co n tr o ller .   T h is   en v ir o n m en t   is   b ased   o n   n etwo r k s   wh er e   th e   p r o ce s s o r   r ec eiv es,  s en d s   an d   m u ltip lex es  th m ess ag es  f r o m   th s en s o r s ,   ac tu ato r s   an d   s tates  o f   th p latf o r m .   Fu r th e r m o r e,   it  is   en tire ly   f r ee   an d   ca n   b im p lem e n ted   in   UNI o p er atin g   s y s tem   ( e. g .   Ub u n tu )   [ 1 6 1 7 ] .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t h e   T u r t l e B o t   g e n e r a t e s   m o t i o n   s c h e m e s   f r o m   a n   a b s o l u t e   r e f e r e n c e   s y s t e m ,   w h i c h   i n d i c a t e s   t h a t   f i n d i n g   a   r o b o t   p o s i t i o n   i s   e q u i v a l e n t   t o   f i n d i n g   a   c o o r d i n a t e   w i t h   t r a n s l a t i o n   a n d   r o t a t i o n   c o m p o n e n t s   [   x , y , θ   ] T h i s   m e a n s   t h a t   t h e   r o b o t   h a s   t h r e e   d e g r e e s   o f   f r e e d o m ,   s h o w n   i n   F i g u r e   2   ( a ) .   A l s o ,   t h e   p o s i t i o n   a n d   o r i e n t a t i o n   o f   t h e   r o b o t   i s   d e t e r m i n e d   u s i n g   a   t e c h n i q u e   c a l l e d   o d o - m e t r y ,   w h i c h   a c h i e v e s   i t   t h r o u g h   a   p a r t i a l   t i m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  1 8 ,   No .   6 Dec em b e r   2 0 2 0 :    30 8 8   -   3 09 5   3090   i n t e g r a t i o n   o f   m o v e m e n t s   [ 1 5 - 1 7 ] .   O n e   o f   t h e   a d v a n t a g e s   o f   o d o - m e t r y   i s   t h a t   i t   i s   s i m p l e ,   e a s i l y   i m p l e m e n t e d   a n d   r e q u i r e s   r e l a t i v e l y   f e w   c o m p u t a t i o n a l   r e s o u r c e s ,   w h i c h   a l l o w s   f o r   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   s a m p l i n g   t i m e   t o   d e t e r m i n e   t h e   o r i e n t a t i o n   o f   t h e   m o b i l e .   H o w e v e r ,   t h e   m a r g i n   o f   e r r o r   i n c r e a s e s   a s   t h e   w h e e l s   w e a r   o r   s l i d e ,   s o   p e r i o d i c   c a l i b r a t i o n s   a r e   r e q u i r e d .   T h i s   m e a n s   t h a t   t h e   r e l a t i v e   o r i e n t a t i o n   o f   t h e   r o b o t   d e p e n d s   o n   t h e   s p e e d   o f   t h e   w h e e l s ,   w h i c h   w h e n   r o t a t i n g   a t   t h e   s a m e   s p e e d   d o   n o t   g e n e r a t e   a   v a r i a t i o n   i n   p o s i t i o n   a n d   w h e n   i n c r e a s i n g   t h e   s p e e d   i n   o n e   o f   t h e m   a l s o   d o e s   i t   t h e   t e n d e n c y   t o w a r d s   a   d i r e c t i o n ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   ( b )   [ 1 8 ] .               ( a)   ( b )     Fig u r e   1 .   T u r tleB o t m o b ile  r o b o t ; ( a)   f o n t v iew,   a n d   ( b )   b o tt o m   v iew         ( a)   ( b )     Fig u r e   2 .   T u r tleB o t r ef er en ce   f r am es ; ( a)   r ef e r en ce   s y s tem ,   an d   ( b )   v ar ia b lea  in v o l v ed   in   a   tu r n       Mo r s p ec if ically ,   to   d eter m in th r o b o p o s itio n ,   m ath em a tical  tr an s f o r m atio n s   b ased   o n   th r o b o t   r ef er en ce   f r a m es  ar u s ed ,   wh er th p ath   o f   wh ee 1   an d   2   a r r ep r esen ted   b y   ( 1 ) ,   th f o r m   o f   th av er ag p ath   by  ( 2 )   an d   th o r ien tatio n   b y   i s   co n s tr u cted   b y   s u b tr ac tin g   t wo   co o r d in ates  an d   tak in g   in t o   ac co u n th wh ee s p ac in g   in   ( 3 )   [ 1 9 ] .   I is   wo r th   n o tin g   th at  th er ar o th er   way s   to   d eter m in th o r ien tatio n   o f   r o b o t,  s u ch   as;  m ea s u r em en with   GPS,  d ig i tal  g o n i o m eter s   o r   g y r o s co p es.  Ho wev er ,   th e   s c h em e   im p le m en ted   b y   R OS  f o r   th h an d lin g   o f   th T u r tleB o is   b ased   o n   th o d o - m etr ic  tech n iq u an d   th u s   d eter m in es   an   o r ien tatio n   an d   r elativ p o s itio n   [ 2 0 ] .   T h is   in f o r m atio n   is   r elev an f o r   th g en er atio n   o f   th c o n tr o ller   u s in g   an   o p tim izatio n   alg o r ith m ,   wh ic h   is   d escr ib ed   in   th f o llo win g   s ec tio n .     =                   ( 1 )     = 2 1 2                         ( 2 )     = 2 1                     ( 3 )     2 . 2 .     O pti m i z a t io a lg o rit hm   An   o p tim izatio n   alg o r ith m   is   tech n iq u th at,   wh en   im p le m en ted   in   s o f twar e,   f in d s   a p p r o x im ate   v alu es  to   an   o p tim al  v alu e.   Usu ally ,   th is   v alu ca n   b th lar g est  o r   th s m allest  o f   s et  o f   v alu es  an d   to   f in d   it   th alg o r ith m   p er f o r m s   a   s er ies  o f   iter atio n s   th at  alter   th in p u v alu es  ac c o r d in g   to   a n   a p titu d e   v alu e.   W h er e ,   th p r o f icien c y   v alu r e p r es en ts   th p er f o r m an ce   o f   t h e   v ar iab le  wh en   m o d if y i n g   t h in p u v a r iab les   ( in d iv id u al )   o f   t h f u n ctio n   [ 2 1 ,   22 ].         a)   R ef er en ce   s y s tem   b)   Var iab les  in v o lv ed   i n   tu r n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA  T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Desig n   o f a   co n tr o ller   fo r   w h e eled   mo b ile  r o b o ts   b a s ed   o n   a u to ma tic  mo ve men ( Ho lma n   Mo n tiel   A r iz a )   3091   ca s o f   o p tim izatio n   alg o r ith m s   is   g en etic  alg o r ith m s   ( GA ) ,   wh ich   iter ativ ely   u p d ates a   p o p u latio n   o f   in d iv id u als  to   s elec th b e s am o n g   th em .   I n   s im ilar   w ay   to   n atu r al   s elec tio n ,   GA  i m p lem en s elec tio n ,   cr o s s in g   an d   m u tatio n   m eth o d s ,   wh ich   f r o m   a n   ap titu d e   v alu ass ig n ed   to   ev er y o n d e ter m in wh eth er   it   s u r v iv es  wh en   u p d atin g   th e   p o p u latio n   ( g e n er atio n al  c h an g e)   [ 2 3 ].   G A s   ar e   v er y   v e r s atile  to o ls   an d   ca n   b e   ad ap ted   t o   alm o s a n y   n ee d ,   s o   th er e   ar e   m an y   v ar ieties  an d   class es.  I n   its   s im p lest   f o r m   is   th co n v en tio n al   GA  th at  h as  n o   r estrictio n s   o n   th ap p licatio n   o f   s elec tio n ,   c r o s s in g   an d   m u tatio n   o p er atio n s ,   an d   v a r ian o f   its   co m p u tatio n al  im p lem en tat io n   co n v er ts   in d iv id u als in to   b in ar y   n u m b er s   to   f ac ilit ate  cr o s s in g   an d   m u tatio n   o p er atio n s   ( Alg o r ith m   1 )   [ 2 4 - 2 7 ].     Algorithm 1. Conventional genetic algorithm   i=0   P0=0   While  i < c o n dit i o n   of   t e r m i n a t i o n   do                                    ( 0 )                         1   ( 0 , )                         1   ( 1 , )                         1  ( 1 )                         + +     Selectio n   o p er ato r s   r an k   in d i v id u als  b ased   o n   t h eir   s k ill  v alu e,   in clu d in g   r o u lette  an d   t o u r n am e n t   m eth o d s .   First,  th r o u lette  m eth o d   ass ig n s   ev er y o n p r o b ab ilit y   v alu b ased   o n   h is   o r   h er   s k ill  v alu e,   i.e .     p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n   is   co n s tr u cted   b y   ad d in g   u p   all  th s k ill  v alu es  o f   th in d iv id u als  an d   d iv id in g   th em   b y   th at  r esu lt.  T h en   th m eth o d   g en er ates  an d   s ea r ch es  f o r   th in d iv id u al  with   th clo s est  p r o b ab ilit y ,   to   th at  o f   r an d o m ly   g e n er ated   n u m b e r .   Seco n d l y ,   th t o u r n a m en m eth o d   s elec ts   f o u r   in d i v id u als  at  r an d o m   an d   co m p ar es th eir   s k ill v alu e ,   am o n g   th e m   it selects two   an d   f r o m   th two   r esu ltan ts   it selects o n e.     T h b in ar y   cr o s s in g   o p e r ato r   tak es  two   in d iv id u als  f r o m   th p o p u latio n ,   co d es  th em   in t o   b in ar y   n u m b er   an d   cu ts   th eir   r esu ltin g   b in a r y   s tr in g s   at  r an d o m   p o in an d   r ec o m b i n es  th em   t o   g en er ate   two   n ew   in d iv id u als s ee   Fig u r e   3   ( a) .   Similar ly ,   th m u tatio n   o p e r ato r   s elec ts   an   in d iv id u al,   co n v er ts   it  in to   b in ar y   n u m b er   an d   ch a n g es  th v alu o f   a   b it ,   s ee   Fig u r e   3   ( b ) .   T h p r o p o s ed   co n tr o ller   b u ild s   m o tio n   s ets  u s in g     m o d i f ied   G A,   in   w h ich   th e   n u m b er   o f   cr o s s in g   o p e r ato r s   is   in cr ea s ed   an d   to g eth er   with   th m u tatio n   o p er ato r   th ey   ar e   s elec ted   with   p r ed ef in ed   th r esh o ld   v al u e.   T h ese  v a lu es  an d   th e   im p lem en tatio n   o f   th m o d if ied   G A   ar d escr ib ed   in   d etail  in   th f o llo win g   s ec tio n .           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Gen etic  o p er ato r s ; ( a)   cr o s s in g   o p e r ato r ,   a n d   ( b )   m u tatio n   o p e r ato r       3.   DE V E L O P M E N T   AND  I M P L E M E NT A T I O N   I n itially ,   th e   co n tr o ller   g en e r a tes  s e o f   20   in d iv id u als ,   wh ich   ar s ets  o f   p ar am eter s   co d ed   in   R O S   lan g u ag e   th at  allo t h r o b o t   to   ex ec u te  m o v em en t   r o u tin e s ,   wh er e,   th e   s u itab ilit y   v al u e   is   th d is tan ce   t h r o b o t   tr av els  with   th i n d icati o n s   g iv e n   b y   th i n d iv id u al  d u r in g   1 0   s ec o n d s ,   s ee   Fig u r 4   ( a) .   E ac h   s et  o f   p ar am eter s   is   co m p o s ed   b y   g r o u p s   o f   u p   to   5   co m p o n e n ts   ( g en er ate d   at  r an d o m ) ,   th at  ca n   b f o r war d   m o v em en ts   ( d u r atio n   b etwe e n   0   an d   5   s ) ,   b ac k war d   m o v e m en ts   ( d u r atio n   b etwe en   1   a n d   5   s )   a n d   tu r n in g   ( b e tw e e n π   a n d   π ) ,   s ee   Fig u r 4   ( b ) .   L ik th c o n v e n tio n al  GA,   t h e   s elec tio n   m eth o d   in co r p o r ated   in   th is   v er s io n   o f   th e   GA  is   to u r n am e n t   an d   th s elec tio n   in   ea ch   p h ase  is   m ad f o llo win g   B er n u lli  d is tr ib u tio n ,   s h o wn   in   Fig u r e   5 .   T h at  is ,   ev er y o n e   h as  f if ty   p er ce n t   ( 5 0 %)  ch an ce   o f   a d v an cin g   to   th n ex p h ase.   I n   ad d itio n ,   t h is   m eth o d   i s   co m p lem en ted   b y   th s elec tio n   an d   cr o s s in g   m e th o d s ,   s in ce   th r esh o ld s   wer s et  f o r   th alg o r ith m   to   s elec am o n g   th g en etic  o p er ato r s   o f   cr o s s in g   a n d   m u tatio n   On   th o n h a n d ,   th e r ar th r ee   o p tio n s   f o r   s elec tin g   g en e tic  cr o s s   o p er ato r .   T h f ir s o p t io n   s h o wn   in   Fig u r e   6   ( a) ,   th co m b in atio n   o f   ch ar ac ter is tics   b etwe en   two   r an d o m ly   s elec ted   in d i v id u als.  T h s ec o n d   s h o wn   i Fig u r e   6   ( b ) ,   th e   co m b in atio n   o f   s im ilar   p ar a m eter s   ( if   an y )   b etwe en   in d i v id u als,  e. g .   if   b o th   in d iv id u als  h av e   th tu r n   attr i b u te  th eir   tu r n   an g les  ar ex c h an g ed .   T h th i r d   s h o wn   in   F ig u r e   6   ( c) ,   o p er ato r   s im p ly   r ev er s es  th c o m p o n en ts   o f   s elec ted   in d iv id u al.   On   th o th e r   h a n d ,   th g e n e tic  m u tatio n   o p er ato r   is   s im p ler ,   s ee   Fig u r e   6   ( d ) ,   s in c it c h an g es a n   in d iv id u al  i n   th p o p u latio n   f o r   n ew  o n e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  1 8 ,   No .   6 Dec em b e r   2 0 2 0 :    30 8 8   -   3 09 5   3092       ( a)   ( b )     Fig u r e   4 .   Gen e r al  d iag r a m   o f   an   in d iv id u al ; ( a)   c o m p o s itio n   o f   an   i n d iv id u al  an d   t h p o p u l atio n ,   an d     ( b )   v iew  o f   th p ar am eter s   to   b ev alu ated   a n d   ca lcu latio n   o f   th s u itab ilit y   v alu e           ( a)   ( b )     Fig u r 5 .   Fu n ctio n al  d iag r am s   o f   an   i n d iv id u al' s   as s es s m en t m eth o d   a n d   s elec tio n   m eth o d   ( a)   in d iv i d u al  ass ess m en t sch em e,   an d   ( b )   r ep r esen tatio n   o f   t h s elec tio n   m eth o d           ( a)     ( b )         ( c)   ( d )     Fig u r e   6 .   Gen etic  c r o s s   an d   m u tatio n   o p e r ato r s ; ( a)   g en etic  c r o s s in g   o p er ato r   1 ,     ( b )   g e n etic  cr o s s in g   o p er ato r   2 ,   ( c)   g e n etic  cr o s s in g   o p er ato r   3 ,   an d   ( d )   g en etic  cr o s s in g   o p e r ato r   4       Gen etic  cr o s s in g   an d   m u tatio n   o p e r ato r s   ar e   co m b i n ed   wit h   co n v en tio n al  GA,   wh ich   i n co r p o r ates    f ix ed   th r esh o ld   f o r   th s elec tio n   o f   ea ch   in d iv id u al  o p er at o r .   T h at  is ,   in   ea ch   iter atio n   o f   th m o d if ied   GA    th ex ec u tio n   o f   an   o p er at o r   d ep en d s   o n   a   r an d o m   n u m b e r   th at  f o llo ws  u n if o r m   d is tr i b u tio n .   I s h o u l d   b e   n o ted   th at  wh e n   an   in d iv id u al   is   ev alu ated ,   th ex ec u tio n   o f   th m o d if ied   GA  is   s to p p ed   u n til  th s im u lato r   r esp o n d s   with   v al u f o r   th e   d is tan ce   tr av elled   ( Alg o r ith m   2 ) .     Algorithm 2. Modified genetic algorithm   Function   Genetic algorithm ()       P0[20][5] =initial population;       Generations=0;       P0←Generate 20 individuals at random;       While   Generations<Termination condition  do          d←Evaluate (P0)          P1←Tournament (P0, d)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA  T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Desig n   o f a   co n tr o ller   fo r   w h e eled   mo b ile  r o b o ts   b a s ed   o n   a u to ma tic  mo ve men ( Ho lma n   Mo n tiel   A r iz a )   3093          S~U [0,1]          If   S< 0.25  then              P1←Crossing operator 1(P1)          Else If   S>=0.25 and S<0. 5  then              P1←Crossing operator 2 (P1)          Else If   S>= 0.5 and S<0. 75  then              P1←Crossing operator 3 (P1)          Else               P1←Mutation Operator (P1)         P0←P1         Generations++     Function   Evaluation (P)     T←0     Establishing a connection with the virtual machine     If   T<20  then          Encode Individual with ROS tags (P0[T] [1:5])          p_1=read current position ()          Send motion parameters to the simulator (P0[T] [1:5])           Wait 10 seconds          p_2=read curre nt position ()          d[T]=|p_1 - p_2 |          T++     Return   d     I n   o r d er   to   ev al u ate  th p er f o r m an ce   o f   th m o d if ie d   GA,   an   im p lem en tatio n   o f   th co n v en tio n al  GA  was  ca r r ied   o u t.   T h is   im p le m en tatio n   was  d o n e   ac co r d in g   to   Alg o r ith m   1 ,   wh e r th s elec tio n   m eth o d   is   r o u lette  an d   th e   cr o s s   an d   m u t atio n   o p e r ato r   is   p r esen ted   i n   Fig u r e   6   ( a )   a n d   Fig u r e   6   ( d )   r esp ec tiv ely .   I n   b o t h   ca s es,  th test   en v ir o n m e n is   t h wo r k in g   s p ac o f   th g az eb o   s im u lato r   an d   th e   m ain   o b jectiv o f   th e   T u r tleB o t   is   to   tr av el  th e   g r ea test   d is tan ce   p o s s ib le,   in   f lat  e n v ir o n m e n with   an d   with o u o b s tacle s ,   s ee   Fig u r e   7 .   T h is   wo r k s p ac is   in s talled   in   v i r tu al  m ac h in with   L I NUX  o p er atin g   s y s tem ,   wh ich   r an   o n   co m p u ter   wit h   W I NDO W 1 0   o p e r atin g   s y s t em ,   an   I n tel  i n s id T c o r i3   p r o ce s s o r ,   8 Gb s   o f   R AM   m e m o r y   an d   2 4 0 Gb s   h ar d   d is k .           ( a)   ( b )     Fig u r e   7.   T est s ce n ar io s ; ( a)   u n o b s tr u cted   e n v ir o n m en t,  a n d   ( b )   o b s tacle   en v ir o n m en t       4.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S   T h e   A G s   m e n t i o n e d   i n   s e c t i o n   2   a n d   s e c t i o n   3   c a r r i e d   o u t   1 0 0 0   a p t i t u d e   v a l u e   e v a l u a t i o n s   o v e r   5 0   a l g o r i t h m   r u n s .   T h a t   i s ,   e a c h   a l g o r i t h m   h a d   a   g e n e r a t i o n a l   c h a n g e   o v e r   5 0   g e n e r a t i o n s   i n   b o t h   s c e n a r i o s .   I n   t h e   u n o b s t r u c t e d   e n v i r o n m e n t ,   t h e   i n f o r m a t i o n   c o l l e c t e d   a l l o w e d   t h e   c o n s t r u c t i o n   o f   t h e   g r a p h s   s h o w n   i n   F i g u r e   8   t h a t   s h o w     t h e   s t a n d a r d   d e v i a t i o n ,   t h e   a v e r a g e ,   t h e   b e s t   a n d   t h e   w o r s t   w i t h   r e s p e c t   t o   t h e   d i s t a n c e   t r a v e l e d .   I n   t h e   e n v i r o n m e n t   w i t h   o b s t a c l e s ,   t h e   i n f o r m a t i o n   c o l l e c t e d   a l l o w e d   t h e   c o n s t r u c t i o n   o f   t h e   g r a p h s   i n   F i g u r e   9 ,   w h e r e   t h e   b e h a v i o r   o f   t h e   r o b o t   w h e n   t r y i n g   t o   a v o i d   o b s t a c l e s   a n d   t r a v e l   t h r o u g h   i t s   e n v i r o n m e n t   d u r i n g   a   c o n v e n t i o n a l   a n d   m o d i f i e d   GA   e x e c u t i o n   r e s p e c t i v e l y   i s   p r e s e n t e d .   C o n s i d e r i n g   t h a t   5 0   G A   r u n s   w e r e   p e r f o r m e d   i n   t h e   o b s t a c l e   e n v i r o n m e n t ,     t h e   b e s t   s u i t a b i l i t y   v a l u e   f o u n d   b y   e a c h   a l g o r i t h m   i s   p r e s e n t e d   i n   T a b l e   1 .   F i n a l l y ,   t h e   i n t e r p r e t a t i o n   o f   t h e   r e s u l t s   o b t a i n e d   i s   p r e s e n t e d   i n   t h e   f o l l o w i n g   s e c t i o n .       T ab le  1 .   B est f it v alu f o u n d   in   th o b s tacle   en v ir o n m en t b y   b o th   GA     C o n v e n t i o n a l   G A   M o d i f i e d   G A   D i st a n c e   t r a v e l l e d   [ c m]   43 . 12 ± 5 . 76   35 . 15 ± 6 . 88     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  1 8 ,   No .   6 Dec em b e r   2 0 2 0 :    30 8 8   -   3 09 5   3094       ( a)   ( b )     Fig u r e   8.   T r en d   o f   co n v en ti o n al  an d   m o d if ied   GA  in   a n   u n h i n d er ed   e n v ir o n m en t   ( a)   co n v en tio n al  GA  ( X 5 0 ) ,   a n d   ( b )   m o d if ied   GA  ( X5 0 )           ( a)   ( b )     Fig u r e   9.   T r en d   o f   co n v en ti o n al  an d   m o d if ied   GA  in   h in d e r ed   en v i r o n m e n t   ( a)   co n v en tio n al  GA,   a n d   ( b )   m o d if ied   GA       5.   CO NCLU SI O N S   T h co n v en tio n al  GA   is   v er s at ile  en o u g h   to   a d ap t   to   t h n ee d s   o f   ea ch   s itu atio n ,   w h ich   i n d icate s   th at   th is   ty p o f   o p tim izatio n   alg o r i th m s   is   n o ex clu s iv ely   u s ed   f o r   th s o lu tio n   o f   co m p lex   m at h em atica p r o b lem s .   As  s h o wn   in   Fig u r e   4   ( b )   th f u n ctio n   to   b o p tim ized   h as  o n ly   o n a r ith m etic  o p er ato r   a n d   d ep e n d s   o n   two   v alu es  to   f ix   th e   ap titu d e   v al u o f   an   in d iv i d u al,   w h ich   in d icate s   th at  d eter m in i n g   a n   a p titu d v al u ca n   b e   ac h iev ed   f r o m   s im p le  m ath e m atica tr an s f o r m atio n s .   I n   ad d itio n ,   th is   ty p o f   tr a n s f o r m atio n   r eq u ir es  l o w   co m p u tatio n al  c o s t,  wh ich   g iv es th u s er   th f lex ib ilit y   to   im p lem en t it  in   co n v en tio n al  d esk to p   co m p u ter .   T h g r ap h s   in   Fig u r e   8   s h o t h at  b o th   G A s   f in d   in d iv id u als  th at  allo th r o b o to   tr av el  u p   to   5 0   cm   in   s tr aig h lin e,   wh ich   in d icate s   th at  d u r in g   th ev o lu tio n   th tu r n in g   an d   b ac k war d   m o v em en ts   d is ap p ea r .   Alth o u g h ,   b o th   GA   f in d   r elati v ely   g o o d   co n f ig u r atio n s   o f   i n d iv id u als,  in   co n v en tio n al  GA  it  h as  l o wer   s p ee d   o f   co n v er g e n ce ,   s in ce ,   t h m u tatio n   o p e r ato r   m ak es  v er y   s tr o n g   ch a n g es  to   th e   p o p u la tio n   in cr ea s in g   i n   co n v er g en ce   tim e.   Ho wev e r ,   b y   lim itin g   th ef f ec t o f   th m u tatio n   o p er at o r   o n   th m o d if i ed   GA,   th ef f ec o f   th m u tatio n   o p e r ato r   is   r ed u c ed   an d   s o   is   th e   co n v er g e n ce   ti m e.   I n   ad d itio n ,   in c r ea s in g   th e   n u m b er   o f   cr o s s in g   o p er ato r s   tak es a d v an tag o f   t h ch ar ac ter is tics   o f   g o o d   in d i v id u als in   th p o p u latio n .   T h g r ap h s   in   Fig ur e   9   wer n o t m ad in   s im ilar   way   to   th u n o b s tr u cted   e n v ir o n m en t,  a s   th r o b o t   m ak es  r an d o m   m o v em e n ts   wh en   it  en co u n ter s   an   o b s tacle ,   wh ich   d o es  n o allo co n v er g e n ce   o f   th e   p r o f icien c y   v alu e.   As  s h o wn   in   th lo wer   p ar o f   th g r a p h ,   s o m etim es  th p r o f icien c y   v alu is   less   th an     1 0   c m   wh ich   m ea n s   th at  th e   r o b o is   t r ap p e d   o r   ca n n o t   av o i d   th e   o b s tacle   f o r   ce r tain   ti m e.   Ho wev er ,   wh e n   d o d g in g   th o b s tacle ,   th ap titu d v alu in cr ea s es  r ap id ly ,   w h ich   lead s   b o th   G A s   to   f o llo th at  p ath   an d   th u s   t h r o b o t   tr av els  th r o u g h   m u c h   o f   th e   en v ir o n m en t.   Alth o u g h ,   t h s am e   ch ar ac ter is tics   o f   Fig u r e   8   wer e   n o t   m ea s u r ed ,   T ab le  1   was c o n s tr u cted   s h o win g   th b est in d iv id u al  f o u n d   b y   b o th   GA,   o f   wh i ch   th m o d if ie d   GA  f o u n d   s o m p a r tially   b etter   o n es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA  T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Desig n   o f a   co n tr o ller   fo r   w h e eled   mo b ile  r o b o ts   b a s ed   o n   a u to ma tic  mo ve men ( Ho lma n   Mo n tiel   A r iz a )   3095   RE F E R E NC E S   [1   T .   T o k u n a g a ,   K .   O k a   a n d   A .   H a r a d a ,   " 1 s e g m e n t   c o n t i n u u m   m a n i p u l a t o r   f o r   a u t o m a t i c   h a r v e s t i n g   r o b o t   -   p r o t o t y p e   a n d   m o d e l i n g , "   2 0 1 7   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   M e c h a t r o n i c s   a n d   A u t o m a t i o n   ( I C M A ) ,   p p .   1 6 5 5 - 1659 ,   2 0 1 7 .   [2   Y.  Wan   a n d   H.  X u ,   " On   d y n a m ics   sim u latio n   o f   3   DO F   m a n ip u lato r , "   2 0 1 6   3 5 t h   C h in e se   Co n tro l   Co n fer e n c e   (CCC) ,   p p .   6 2 9 0 - 6 2 9 4 2 0 1 6 .   [3   S .   Ku c u k   a n d   B.   D.  G u n g o r ,   " I n v e rse   k in e m a ti c so lu ti o n   o a   n e w   h y b rid   ro b o m a n i p u lato p ro p o s e d   fo m e d ica l   p u r p o se s,"   2 0 1 6   M e d ic a T e c h n o l o g ies   Na ti o n a l   Co n g re ss   (T IPT E KNO) ,   p p .   1 - 4 2 0 1 6 .   [4   J.  M e n g ,   A.  Li u ,   Y.   Ya n g ,   Z.   W u   a n d   Q.  X u ,   " Two - Wh e e led   Ro b o t   P latf o rm   Ba se d   o n   P ID   Co n t ro l, "   2 0 1 8   5 t h   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   I n fo r ma ti o n   S c ien c e   a n d   Co n tro l   En g i n e e rin g   (ICI S CE) ,   p p .   1 0 1 1 - 1 0 1 4 2 0 1 8 .   [5   H.  Wata n a b e ,   " De v e lo p m e n o Wafe Tran sfe S imu lat o Ba se d   o n   Ce ll u lar  Au t o m a ta,"   IEE T ra n sa c ti o n o n   S e mic o n d u c to M a n u f a c tu ri n g ,   v o l.   2 8 ,   n o .   3 ,   p p .   2 8 3 - 2 8 8 ,   Au g .   2 0 1 5 .   [6   Y.  Nin o m iy a ,   Y .   Arita,  R.   Ta n a k a ,   T.   Nish i d a   a n d   N.   I.   G ian n o c c a ro ,   " A u to m a ti c   Ca li b ra ti o n   o In d u strial  Ro b o a n d   3 S e n so rs   u si n g   Re a l - Ti m e   S i m u lato r, "   2 0 1 8   I n ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   In fo rm a t io n   a n d   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y   R o b o ti c s (ICT - ROBOT ) ,   p p .   1 - 4 2 0 1 8 .   [7   B.   M u ,   J.  Ch e n ,   Y.  S h a n d   Y.  C h a n g ,   " De sig n   a n d   Im p lem e n tatio n   o No n u n i fo rm   S a m p li n g   Co o p e ra ti v e   Co n tro l   o n   A   G ro u p   o Tw o - Wh e e led   M o b i le  Ro b o ts, "   IEE T r a n sa c t io n o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l.   6 4 ,   n o .   6 ,     p p .   5 0 3 5 - 5 0 4 4 ,   2 0 1 7 .   [8   O.  Ca ll a ,   S .   M a th u r   a n d   K.   L.   G a d ri,   " P o ss ib le  Lan d i n g   site  fo C h a n d ra y a a n - 2   Ro v e r, "   2 0 1 6   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Rec e n A d v a n c e a n d   In n o v a ti o n s in   En g i n e e rin g   (I CRA IE) ,   p p .   1 - 5 2 0 1 6 .   [9   J.  M e n g ,   A.  Li u ,   Y.   Ya n g ,   Z.   W u   a n d   Q.  X u ,   " Two - Wh e e led   Ro b o t   P latf o rm   Ba se d   o n   P ID   Co n t ro l, "   2 0 1 8   5 t h   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   I n fo r ma ti o n   S c ien c e   a n d   Co n tro l   En g i n e e rin g   (ICI S CE) ,   p p .   1 0 1 1 - 1 0 1 4 2 0 1 8 .   [1 0   K.  P iem n g a m ,   I.   Nilk h a m h a n g   a n d   P .   B u n n u n ,   " De v e l o p m e n t   o f   Au to n o m o u s   M o b il e   Ro b o t   P latfo rm   with   M e c a n u m   Wh e e ls,"   2 0 1 9   Fi rs t   I n ter n a t io n a S y mp o si u o n   I n stru me n t a ti o n ,   C o n tro l,   Arti fi c ia l   In telli g e n c e ,   a n d   R o b o ti c s   (ICA - S Y M P) ,   p p .   9 0 - 93 2 0 1 9 .   [1 1   D.  Cu i ,   X.   G a o ,   W.   G u o   a n d   H.  Do n g ,   " De sig n   a n d   S ta b il it y   An a ly sis   o f   a   Wh e e l - Trac k   R o b o t, "   2 0 1 6   3 rd   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   I n fo r ma ti o n   S c ien c e   a n d   Co n tro l   En g i n e e rin g   (ICI S CE) ,   p p .   9 1 8 - 9 2 2 2 0 1 6 .   [1 2   H .   W a n g ,   B .   L i ,   J .   L i u ,   e t   a l . ,   " D y n a m i c   m o d e l i n g   a n d   a n a l y s i s   o f   W h e e l   S k i d   s t e e r e d   M o b i l e   R o b o t s   w i t h   t h e   d i f f e r e n t   a n g u l a r   v e l o c i t i e s   o f   f o u r   w h e e l s , "   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   3 0 t h   C h i n e s e   C o n t r o l   C o n f e r e n c e ,   p p .   3 9 1 9 - 3924 ,   2 0 1 1 .   [1 3   Z.   F a n ,   Q .   Qiu   a n d   Z .   M e n g ,   " Im p lem e n tatio n   o a   f o u r - w h e e d riv e   a g ricu lt u ra m o b il e   ro b o fo c ro p /so il   in fo rm a ti o n   c o ll e c ti o n   o n   th e   o p e n   field , "   2 0 1 7   3 2 n d   Y o u th   Aca d e mic   An n u a l   Co n fer e n c e   o f   Ch i n e se   Asso c ia ti o n   o f   Au to m a ti o n   ( Y AC) ,   p p .   4 0 8 - 4 1 2 2 0 1 7 .   [1 4   K.  P rian d a n a ,   e a l . ,   " De sig n   o f   Tas k - Orie n ted   A u to n o m o u Wh e e led -   R o b o f o S e a rc h   a n d   Re sc u e , "   2 0 1 8   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   A d v a n c e d   C o mp u ter   S c ien c e   a n d   I n f o rm a ti o n   S y ste ms   (ICACS I S ) ,   p p .   2 5 9 - 2 6 3 2 0 1 8 .   [1 5 ]     H.  Aa g e la,   e a l . ,   " A n   As u s_ x ti o n _ p ro b a se d   i n d o o r   M AP P ING   u sin g   a   Ra sp b e rry   P i   wit h   T u rtl e b o t   ro b o t   T u rtl e b o t   ro b o t, "   2 0 1 7   2 3 rd   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Au to ma ti o n   a n d   Co mp u ti n g   (IC AC) ,   p p .   1 - 5 2 0 1 7 .   [1 6 ]     R.   M is h ra   a n d   A.   Ja v e d ,   " ROS   b a se d   se rv ice   r o b o p latfo rm , "   201 8   4 t h   I n ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   C o n tr o l ,   Au to m a ti o n   a n d   R o b o ti c s (ICCA R ) ,   p p .   5 5 - 59 2 0 1 8 .   [1 7   A .   K o u b â a ,   e t   a l . ,   " T u r t l e b o t   a t   O f f i c e :   A   S e r v i c e - O r i e n t e d   S o f t w a r e   A r c h i t e c t u r e   f o r   P e r s o n a l   A s s i s t a n t   R o b o t s   U s i n g   R O S , "   2 0 1 6   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A u t o n o m o u s   R o b o t   S y s t e m s   a n d   C o m p e t i t i o n s   ( I C A R S C ) ,   p p .   2 7 0 - 276 ,   2 0 1 6 .   [1 8   M .   M .   Ka ss ir  a n d   M .   P a lh a n g ,   " No v e q u a li tativ e   v isu a o d o m e try   f o a   g ro u n d Ve h icle   b a se d   o n   fu n n e lan e   c o n c e p t, "   2 0 1 7   1 0 t h   Ira n ia n   Co n f e re n c e   o n   M a c h i n e   Vi sio n   a n d   Im a g e   Pro c e ss in g   (M VIP ) ,   p p .   1 8 2 - 187 2 0 1 7 .   [1 9   Q.  Li n ,   X.  Li u   a n d   Z.   Zh a n g ,   " M o b i le  R o b o t   S e lf - L o c a li z a ti o n Us in g   Visu a l   Od o m e try   Ba se d   o n   Ce il i n g   Visi o n , "   2 0 1 9   IE EE   S y mp o si u m S e rie s o n   Co mp u t a ti o n a I n telli g e n c e   (S S CI ) ,   p p .   1 4 3 5 - 1 4 3 9 2 0 1 9 .   [2 0   M .   G a ll i,   R.   Ba rb e r,   S .   G a rrid o   a n d   L.   M o re n o ,   " P a th   p lan n in g   u sin g   M a tl a b - ROS  i n teg ra ti o n   a p p li e d   t o   m o b il e   ro b o ts,"   2 0 1 7   IEE E   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   A u to n o m o u s   Ro b o S y ste ms   a n d   C o mp e ti ti o n (ICA RS C)   p p .   9 8 - 1 0 3 2 0 1 7 .   [2 1   M .   P a tras c u   a n d   A.  I o n ,   " S e lf - A d a p tatio n   in   G e n e ti c   Alg o rit h m fo Co n tr o E n g i n e e rin g Th e   Ca se   o Ti m e   De lay   S y ste m s,"   2 0 1 7   2 1 st I n ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   C o n tr o S y ste ms   a n d   Co m p u ter   S c ie n c e   (CS CS ) ,   p p .   1 9 - 25 2 0 1 7 .     [2 2   A.  V.   M o k sh i n ,   V.   V.  M o k sh i n   a n d   L.   S h a rn i n ,   A d a p ti v e   g e n e ti c   a lg o rit h m u se d   t o   a n a ly z e   b e h a v io o f   c o m p lex   sy ste m ,”   Co mm u n ica ti o n s in   No n li n e a S c ien c e   a n d   N u me ric a S i mu la ti o n ,   v o l.   7 1 ,   p p .   1 7 4 - 1 8 6 ,   2 0 1 9 .   [2 3 ]   A.  Hu ss e in ,   Im p r o v e   t h e   P e r fo rm a n c e   o K - m e a n b y   u sin g   G e n e ti c   Alg o rit h m   fo r   Clas sifica ti o n   He a r t   Attac k ,”   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 5 6 - 1 2 6 1 ,   2 0 1 8 .   [2 4 ]   E .   B .   As m a e ,   B .   Be n h a la,   a n d   I .   Zo r k a n i ,   g e n e ti c   a lg o r it h m   fo r   t h e   o p ti m a d e si g n   o a   m u lt istag e   a m p li fier ,”   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   10 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 9 - 138 ,   2 0 2 0 .   [2 5 ]   S.  Ha ru n   a n d   M .   F .   Ib ra h im,   g e n e ti c   a lg o rit h m - b a se d   tas k   sc h e d u li n g   sy ste m   f o l o g isti c se rv ice   ro b o ts ,   Bu ll e ti n   o El e c trica En g in e e rin g   a n d   In f o rm a ti c s ,   v o l.   8   n o .   1 ,   p p .   2 0 6 - 2 1 3 ,   2 0 1 9 .   [2 6 ]   S.  S h a n ,   e t   a l . ,   " An   a d a p t iv e   g e n e ti c   a lg o ri th m   f o r   d e m a n d - d riv e n   a n d   re so u rc e - c o n stra in e d   p r o jec t   sc h e d u li n g   in   a ircra ft  a ss e m b ly , "   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e me n t ,   v o l.   1 8 ,   n o . 1 ,   p p .   4 1 - 5 3 ,   2 0 1 7 .   [2 7 ]   M .   J.   Va rn a m k h a sti ,   A g e n e ti c   a l g o rit h m   r o o ted   i n   i n teg e r   e n c o d in g   a n d   f u z z y   c o n tr o ll e r ,   I n ter n a ti o n a J o u rn a o f   Ro b o ti c s a n d   Au t o ma ti o n ,   v o l.   8   n o .   2 ,   p p .   1 1 3 - 1 2 4 ,   2 0 1 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.