Cooperative search and rescue with swarm of robots using binary dragonfly algorithm

Other Title(s)

استخدام الخوارزميات الذكية في عمل ربوطات متعددة

Dissertant

Abu Umar, Linah Yazid Abd al-Rahim

Thesis advisor

al-Ubaydi, Qasim Musa

University

Philadelphia University

Faculty

Faculty of Engineering

Department

Department of Mechatronics Engineering

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2018

Arabic Abstract

يهدف مشروع البحث الى دراسة امكانية التحكم بسرب من الروبوتات المتحركة من خلال العمل على تطوير خوازمية ذكية تساعد السرب على التنسيق بين اعضاء المجموعة وصولا الى الهدف المنشود و بأقل وقت ممكن.

تتشارك هذة الروبوتات بنفس الخوازمية التي تمكنهم من الوصول الى هدفهم المشترك و التمثل بعمليات البحث و الانقاذ.

في المراحل الأولى من البحث تم تعديل خوازمية اليعسوب و توظيفها للعمل مع سرب الروبوتات المتحركة بعد ذلك تم اضافة سلوكين جديدين و المتمثلان : ب تفادي العقبات و التغلب على معيقات التواصل.

تم اختبار هذة الخوازمية في بيئة افتراضية صممت من اجل التحقق من قابلية سرب الروبوتات لتحقيق مهمة البحث و الانقاذ و بشكل مثالي.

تم مقارنة نتائج هذة الخوازمية مع خوارزميات البحث والانقاذ الاخرى واثبتت جدواها.

ومن اجل تعزيز الدراسة تم تطبيق خوارزمية اليعسوب الروبوتية المقترحة مع بيئة ربوطية حقيقية من خلال تصميم مجموعة من الربوطات المتحركة (عدد خمسة ( و تجهيزها بالمجسات الضرورية لتنظيم عملها و لتمكينها من تفادي التصادم مع بعضها او مع عوائق أخرى في بيئة العمل.

تم اعتبار كل ربوط متحرك على انه محطة لاسلكية ضمن شبكة لاسلكية لتبادل البيانات و اشارات التحكم بين مجموعة الربوطات .تشير النتائج التي تحققت من البيئة الحقيقية و كذلك من البيئة الافتراضية بان خوارزمية اليعسوب الروبوتية المقترحة ذات قابلية لتحقيق مهام البحث و الإنقاذ بأقل وقت ممكن.

English Abstract

This thesis presents the development and evaluation of an intelligent algorithm for swarm robots cooperation.

This algorithm can be shared between collections of robots to cooperate in order to achieve search and rescue tasks.

A binary dragonfly algorithm which is a meta-heuristic method under the optimization approaches has been modified by considering two more behaviors; obstacle avoidance and communication constrains.

The implemented algorithm has been tested to check its performance in reaching for the best solution and to reach an optimal solution within relatively shorter time.

The performance of the robotic binary dragonfly algorithm has been compared with other search and rescue algorithms and the obtained results demonstrate its features in cooperation to reach a single objective.

On the other hand, the deployed robots have been used in a set of mobile robots in a real environment to investigate its performance.

Robots were provided with HC-11 communication module, three LDR sensors and one shaft encoder in order to fulfill their task and reach their goal.

The results shows that the enhanced robotic binary dragonfly algorithm has a better convergence in reaching an optimal solution while avoiding a sub-optimal one, and by using the fractional coefficient (α) the robots did reach the optimal solution with a shorter time interval comparing to other related algorithms.

Main Subjects

Information Technology and Computer Science

Topics

• Algorithms
• Autonomous robots

No. of Pages

67

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-956659