Implementasi Algoritma RRT dan Kontrol PID Untuk Autonomous Drone Indoor Berbasis ROS

Ferdiansyah, Dimas Akbar (2023) Implementasi Algoritma RRT dan Kontrol PID Untuk Autonomous Drone Indoor Berbasis ROS. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02311940000120-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Dalam penelitian ini, ROS (Robot Operating System) digunakan sebagai kerangka kerja perangkat lunak untuk mengembangkan sistem kendali quadcopter dengan mengimplementasikan kontrol PID (Proportional-Integral-Derivative) dan algoritma RRT (Rapidly Exploring Random Trees) untuk menghasilakan fitur obstacle avoidance (menghindari rintangan). Sistem yang dikembangkan mampu memungkinkan quadcopter untuk melakukan navigasi, menghindari rintangan, sehingga dapat mencapai tujuan dengan stabil. Dalam penelitian ini digunakan algoritma RRT dengan parameter input jarak antar titik (δ) sebesar 0,1 meter, dengan banyak sampel titik (N) sebanyak 100 titik. Dalam pengujian simulasi, hasil menunjukkan bahwa kombinasi kontrol PID dan algoritma RRT, didukung oleh ROS, efektif dalam memperbaiki kinerja navigasi quadcopter dan mengatasi tantangan obstacle avoidance. Berdasarkan hasil simulasi quadcopter dapat bergerak mengikuti path planning yang dihasilkan oleh algoritma RRT untuk menghindari halangan dengan MSE sebesar 0,63%. Kontrol PID yang diterapkan pada take-off dengan nilai Kp sebesar 3, Ki sebesar 1, dan Kd sebesar 0,8 serta set point sebesar 1,3 m didapatkan respon sistem dengan time rise sebesar 4,92 s, overshoot sebesar 6,72% dan time settling sebesar 6,88 s. Selain itu kontrol PID yang diterapkan untuk kontrol attitude dengan konstanta Kp sebesar 100, Ki sebesar 0, dan Kd sebesar 20 dapat membuat quadcopter bergerak stabil dengan sedikit pergeseran pada gerak sumbu lain dengan error dibawah 5%. Serta kontrol posisi yang diterapkan dengan konstanta Kp sebesar 2, Ki sebesar 0, dan Kd sebesar 0 juga memiliki nilai RMSE sebesar 7,52%. Hasil penelitian ini memiliki potensi untuk digunakan dalam pengembangan sistem kendali quadcopter dan aplikasi robotika lainnya yang melibatkan navigasi di lingkungan yang kompleks.

=====================================================================================================================================

In this study, ROS (Robot Operating System) was used as a software framework to develop a quadcopter control system by implementing PID (Proportional-Integral-Derivative) control and PRC (Rapidly Exploring Random Trees) algorithms to produce obstacle avoidance features. The developed system can allow the quadcopter to navigate, avoid obstacles, to reach the destination stably. In this study, the RRT algorithm was used with an input parameter of distance between points (δ) of 0.1 meters, with many sample points (N) as many as 100 points. In simulation testing, results showed that the combination of PID control and RRT algorithms, supported by ROS, was effective in improving quadcopter navigation performance and overcoming obstacle avoidance challenges. Based on the simulation results, quadcopters can move following the path planning generated by the RRT algorithm to avoid obstacles with an MSE of 0.63%. PID control applied to take-off with Kp values of 3, Ki of 1, and Kd of 0.8 and set point of 1.3 m obtained system response with a time rise of 4.92 s, overshoot of 6.72% and time settling of 6.88 s. In addition, PID control applied to attitude control with a constant Kp of 100, Ki of 0, and Kd of 20 can make the quadcopter move stably with a slight shift in the motion of other axes with an error below 5%. And position control applied with a constant Kp of 2, Ki of 0, and Kd of 0 also has an RMSE value of 7.52%. The results of this research have the potential to be used in the development of quadcopter control systems and other robotics applications involving navigation in complex environments.

Keywords: Obstacle avoidance, PID Control, RRT Algorithm, ROS, Quadcopter

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kata Kunci: Obstacle avoidance, Kontrol PID, Algoritma RRT, ROS, Quadcopter Keywords: Obstacle avoidance, PID Control, RRT Algorithm, ROS, Quadcopter
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211 Robotics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ223 PID controllers T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL776 .N67 Quadrotor helicopters--Automatic control
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Physics Engineering > 30201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Dimas Akbar Ferdiansyah
Date Deposited:	07 Aug 2023 02:40
Last Modified:	07 Aug 2023 02:42
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102707

Actions (login required)

View Item