İnsansız hava araçlarının topolojik mesafe tabanlı sürü halinde hareket etmesi
Topological distance based flocking with unmanned aerial vehicles
- Tez No: 731874
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH GÖKÇE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Hareketli robotlar, Sürü psikolojisi, Sürü robotiği, Üç boyutlu simulasyon, İnsansız hava aracı, Mobile robots, Herding behaviour, Swarm robotics, Three dimensional simulation, Unmanned aerial vehicle
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, insansız hava araçlarının sürü halinde hareket etme davranışları Robot İşletim Sistemi (ROS) üzerinde kurulu bir simülatör ortamında topolojik mesafe tabanlı olarak geliştirilmiştir. Topolojik mesafe modeli, literatürde sığırcık kuşlarının grup halinde uçuşlarının incelenmesiyle ortaya konulmuş olup; bu modelde sürüdeki bireyler uçuşlarını, belli bir metrik mesafe içerisinde bulunan değişken sayıdaki komşularını değil sadece kendilerine en yakın belli sayıdaki komşularını (topolojik mesafe) baz alarak gerçekleştirmektedir. Tez kapsamında öncelikle, X konfigürasyonunda dört rotorlu bir insansız hava aracı için PID tabanlı hem düşük seviye hem de yüksek seviye uçuş kontrolcüleri geliştirilmiştir. Bu kontrolcüler sayesinde, hava aracının hem manüel hem de otonom kontrolü sağlanmıştır. Otonom kontrolünde hava aracı, yükseklik ve pozisyonunu koruyabilmekte, verilen bir yönde ve hızda uçabilmekte, verilen bir rotayı izleyebilmektedir. Bu kontrolcüler ile bir sürüdeki birçok hava aracının ayrı ayrı eş zamanlı otonom kontrolünün sağlanması için gerekli altyapı oluşturulmuştur. Sürüdeki araçların birbirlerini algılayabilmeleri için gerekli sensör mekanizması da simülatör ortamında geliştirilerek hava araçlarının kendilerine belli bir metrik veya topolojik uzaklıktaki diğer hava araçlarının pozisyon, hız ve yön verilerini almaları sağlanmıştır. Geliştirilen uçuş kontrolcüler ve sensör mekanizması kullanılarak topolojik ve metrik yaklaşımlarla sürü halinde hareket davranışı gerçekleştirilmiştir. Bu davranışların, robotlar arası mesafeye, metrik ve topolojik mesafeye, sürüdeki birey sayısına göre başarımları deneysel olarak incelenmiş; aynı zamanda yöntemler birbirleriyle de deneysel olarak kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, flocking behavior of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) is developed based on topological distance in a simulator environment built on Robot Operating System (ROS). In the literature, the topological distance model has been introduced by analizing the flocks of starlings. In this model, individuals in the flock fly depending on the fixed number of nearest neighbors (topological distance), not relying on variable number of neighbors within a certain metric distance. Within the scope of thesis, at first, both low-level and high-level PID-based flight controllers were developed for a quadrotor UAV in the X-configuration. Thanks to these controllers, both manual and autonomous control of the UAV are achieved. In autonomous control, the quadrotor can maintain its altitude and position, fly in a given direction and velocity, and track waypoints of a given route. With this controller, the required infrastructure has been developed for the simultaneous individual autonomous control of multiple UAVs in a flock. By also developing the sensor mechanism necessary for the quadrotors in a flock to detect each other in the simulator environment, the UAVs are enabled to receive the position, velocity and heading of other UAVs at a certain metric or topological distance from them. Via the developed flight controllers and sensor mechanism, flocking behavior is realized with topological and metric approaches. The performances of these behaviors were experimentally investigated with respect to the distance between the robots, the metric and topological distances, and the number of individuals in flock. At the same time, the methods were compared with each other experimentally.
Benzer Tezler
- Fanet için hareket duyarlı yönlendirme protokolü
Mobility aware routing protocol for fanets
TÜRKALP BURAK KAYRANCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYalova ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUNUS ÖZEN
- Coordinated and autonomous movement of unmanned ground and aerial vehicles at indoor and outdoor environments
İnsansız bir kara aracının ve insansız bir hava aracının açık ve kapalı ortamlarda koordineli ve otonom haraketi
SİBEL TUTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ORKUN ÖĞÜCÜ
- İnsansız hava araçlarında iniş takımı optimizasyonu
Landing gear optimization in unmanned aerial vehicles
BURAK DİKİLİTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEZCAN YILMAZ
- Mechanical characterization of additively manufactured Ti-6Al-4V aircraft structural components produced by electron beam melting
Elektron demeti ile ergitme eklemeli imalat yöntemiyle üretilen Ti-6Al-4V uçak yapısal parçalarının mekanik karakterizasyonu
FATİH YILMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES
- İnsansız hava araçları için hibrid yapılı iniş takımı tasarımı, yapısal optimizasyonu ve mekanik analizi
Design, structural optimization and mechanical analysis of a hybrid structure landing gear for unmanned aerial vehicles
HAYDAR KADİR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMAN ZURNACI