İnsansız kara araçlarında otonom navigasyon ve engel algılama
Autonomous navigation and obstacle detection in unmanned ground vehicles
- Tez No: 1020352
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kuramsal Temeller Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsansız kara araçları, savunma, tarım, lojistik ve afet müdahalesi gibi alanlarda giderek daha fazla kullanılmakta; ancak değişken çevre koşullarında güvenli, düşük maliyetli ve uygulanabilir otonom navigasyon hala önemli bir araştırma problemi olarak varlığını sürdürmektedir. Bu tez çalışmasının amacı, düşük maliyetli bileşenlerle geliştirilen dört tekerlekli bir insansız kara aracı üzerinde çoklu sensör verisine dayalı modüler bir otonom navigasyon ve engel algılama altyapısı oluşturmaktır. Çalışmanın temel hipotezi, tekerlek enkoderi bulunmayan bir platformda lidar, atalet ölçüm birimi ve GPS verilerinin birlikte değerlendirilmesiyle otonom hareket için yeterli konum farkındalığının sağlanabileceğidir. İkinci hipotez ise kamera destekli görsel algılama ile lidar tabanlı mesafe bilgisinin birlikte kullanılmasının, tekil sensör kullanımına göre daha güvenilir engel değerlendirmesi üreteceğidir. Çalışmanın örneklemini, geliştirilen fiziksel İKA prototipi, benzetim ortamında tanımlanan test senaryosu ve sınırlı saha denemeleri oluşturmaktadır. Sistem, Raspberry Pi 5 üzerinde ROS 2 Jazzy kullanılarak geliştirilmiş; düşük seviye motor denetimi Arduino Uno ile sağlanmış, çevre algılamada iki boyutlu lidar ve kamera verilerinden yararlanılmıştır. Elde edilen bulgular, enkodersiz düşük maliyetli bir platformda çoklu sensör verisinin birlikte değerlendirilmesiyle kararlı bir navigasyon altyapısı oluşturulabileceğini göstermiştir. Lidar tabanlı engel algılama, kamera destekli görsel değerlendirme ve katmanlı güvenlik mimarisi, aracın engel yakınlığı, veri kesintisi ve acil durdurma durumlarında güvenli davranış üretmesini sağlamıştır. Sonuç olarak bu çalışma, düşük maliyetli İKA geliştirme çalışmaları için tekrarlanabilir ve geliştirilebilir bir referans mimari sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Unmanned ground vehicles are increasingly used in fields such as defense, agriculture, logistics, and disaster response; however, safe, low-cost, and applicable autonomous navigation in changing environmental conditions remains an important research problem. The aim of this thesis is to develop a modular autonomous navigation and obstacle detection framework based on multi-sensor data on a four-wheeled unmanned ground vehicle built with low-cost components. The main hypothesis of the study is that sufficient positional awareness for autonomous motion can be achieved on a platform without wheel encoders by jointly evaluating lidar, inertial measurement unit, and GPS data. The second hypothesis is that the combined use of camera-supported visual perception and lidar-based distance information can produce a more reliable obstacle assessment than the use of a single sensor. The sample of the study consists of the developed physical unmanned ground vehicle prototype, twelve test scenarios defined in the simulation environment, a unit test package including eighty-five functions, and limited field trials. The system was developed on a Raspberry Pi 5 using ROS 2 Jazzy; low-level motor control was provided by an Arduino Uno, and two-dimensional lidar and camera data were used for environmental perception. The findings show that a stable navigation framework can be established on a low-cost encoderless platform by jointly evaluating multi-sensor data. Lidar-based obstacle detection, camera-supported visual assessment, and the layered safety architecture enabled the vehicle to produce safe behavior in cases of obstacle proximity, data interruption, and emergency stop. As a result, this study presents a repeatable and extensible reference architecture for low-cost unmanned ground vehicle development studies.
Benzer Tezler
- GNSS destekli prototip otonom araç tasarımı
GNSS aided prototype autonomous vehicle design
MUSTAFA KEMAL YUMRUKTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KAPTAN
- A practical implementation of navigation and obstacle avoidance for quadcopters
Dört pervaneli helikopterler için bir engelden kaçınma ve seyrüsefer uygulaması
ONUR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- İnsansız kara araçlarında 2D lidar kullanarak yol sınırları tespiti
Road boundary detection using 2D lidar at unmanned ground vehicle
ÖZKAN YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET SAYAR
- Navigation of autonomous mobile systems
Otonom gezgin sistemlerin navigasyonu
AFAQ ABDULLAH JASIM AL AZZAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER GÜNEY
- Design, modelling and control of a nano quadrotor withmicrocontroller based vision system for object tracking
Nesne takibi için bir nano dört rotorlu helikopterin tasarımı, modellenmesi ve mikrodenetleyici tabanlı görüntü sistemi ile kontrolü
MUSTAFA ENES KIRMACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN
PROF. DR. ERDİNÇ ALTUĞ