Navigation and path planning of an unmanned underwater vehicle
Bir insansız su altı aracının navigasyonu ve yol planlaması
- Tez No: 318822
- Danışmanlar: PROF. DR. M. KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğrusal karesel denetim, Güdüm, Matematiksel modelleme, Navigasyon, Yol planlama, Linear quadratic control, Guidance, Mathematical modelling, Navigation, Path planning
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sualtına özgü koşullar nedeniyle, insansız sualtı aracı navigasyon ve yol planlama problemi çözümünde farklı yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, ilk olarak, sualtı aracına etkiyen bağlaşımlı ve doğrusal olmayan kuvvet ve momentleri de içeren 6 serbestlik derecesine sahip detaylı bir matematiksel model oluşturulmuştur. Modellenen aracın geometrisine uygun hidrodinamik katsayılar dilim teorisi kullanılarak hesaplanmıştır. Matematiksel model elde edildikten sonra, sualtı aracının ileri-geri, yukarı-aşağı, yunuslama ve sapma hareketlerini denetlemek için, uygun doğrusallaştırma yapılarak, ?Doğrusal Karesel Regülatör? kontrol metodu uygulanmıştır. Aracın yol planlama algoritması temel olarak yol noktalarını takip etme üzerinedir. Bu yol noktalarının sıralaması, genetik algoritma ile ?Seyyar Satıcı Problemi? çözülerek elde edilmiştir. Bununla bağlantılı olarak, ortamda engeller olduğunda çarpışmalardan sakınmak için ?Hızlı-Keşfeden Rastlantısal Ağaçlar? algoritması da yol planlama algoritmasına dahil edilmiştir. Sualtı navigasyon çözümünde araç üzerinde bulunan ?Ataletsel Navigasyon Sistemi (ANS)? çıktıları esas alınmıştır. Ataletsel çözümün uzun süreçteki sapmalarını düzeltmek için ise ?Kalman Süzgeç? tabanlı entegrasyon algoritması kullanılmış ve ?Küresel Uydu Navigasyon Sistemi?, ?Çok Kısa Bazlı? akustik navigasyon sistemi ve yönelim sensörleri gibi dış yardımlardan yararlanılmıştır. Bu çalışmada kullanılan kontrol metodu, yol planlama ve navigasyon algoritmaları benzetim sonuçları ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to the conditions peculiar to underwater, distinctive approaches are required to solve the navigation and path planning problem of an unmanned underwater vehicle (UUV). In this study, first of all, a detailed 6 degrees-of-freedom (DOF) mathematical model is formed, including the coupled non-linear forces and moments acting on an underwater vehicle. The hydrodynamic coefficients which correspond to the geometry of the vehicle which the model is based on are calculated using the strip theory. After the mathematical model is obtained, by applying appropriate linearization on the model, ?Linear Quadratic Regulator (LQR)? control method is implemented to govern the surge, heave, pitch and yaw motions of the underwater vehicle. Path planning algorithm of the vehicle is based on tracking the waypoints. Permutation of the waypoints is obtained by solving the ?Travelling Salesman Problem (TSP)? via genetic algorithm. Linked with that, ?Rapidly-Exploring Random Trees (RRT)? algorithm is introduced into the path planning algorithm to avoid collisions in environments with obstacles. Underwater navigation solution is based on the ?Inertial Navigation System (INS)? outputs, located on the vehicle. To correct the long-term drift of the inertial solution, ?Kalman Filter? based integration algorithm is used and external aids such as ?Global Navigation Satellite System (GNSS)?, ?Ultra-Short Baseline (USBL)? acoustic navigation system and attitude sensors have been utilized. The control method, path planning and navigation algorithms used in this study are verified by simulation results.
Benzer Tezler
- Hareketli tabanlı açık kanallarda kısmi sürüntü maddesi hareketi üzerine bir inceleme
Başlık çevirisi yok
M.SEDAT KAPDAŞLI
- İslam ve Türk kültürünün Uzak Doğu'ya yayılması -Kore'de İslamiyet'in yayılması ve kültürel tesirleri
The Spread and influence of İslamic and Turkic culture in the east Asia-with special reference to the Korean-İslamic cultural contacts
HEE-SOO CEMİL LEE
- Deniz jeolojisinde dip örnekleme yöntemleri
Başlık çevirisi yok
MUHSİN ERDEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Jeoloji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUNGU L. GÖKÇEN
- Lise öğrencilerinin içsel ya da dışsal denetimli oluşlarını etkileyen etmenler
Başlık çevirisi yok
BİNNUR YEŞİLYAPRAK
Doktora
Türkçe
1988
PsikolojiHacettepe ÜniversitesiPsikolojik Danışma ve Rehberlik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ETHEM ÖZGÜVEN
- A Hierarchically structured hypertext system with authoring facilities
Başlık çevirisi yok
A.ASLI YAVAŞCILAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiDOÇ. DR. SELAHATTİN KURU