Vision based automated landing of quadrotors
Dört pervaneli uçan robotların görüntü temelli otonom inişi
- Tez No: 527393
- Danışmanlar: PROF. DR. HURİYE IŞIL BOZMA AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, sabit bir platforma otonom iniş yapabilme kabiliyetine sahip dört pervaneli uçan robotların (4-PUR) tasarım ve geliştirilmesine odaklanmaktadır. Son teknoloji ile mevcut maksimum uçuş süresi oldukça kısa olan 4-PUR'ların bataryalarını şarj etmek için sık sık iniş yapma zorunlulukları bulunmaktadır. Bu sebeple bu problem popülerliğini korumaktadır. Bu çalışmada, özellikle Akıllı Sistemler Laboratuvarımızda geliştirilen ISL 4-PUR'umuzun da dahil olduğu, üç farklı 4-PUR üzerinde durduk. ISL 4-PUR hareket halindeyken görüş alanı sorununu çözmek için bakış açısını sabitleyen gimbal'a bağlı bir kamera, daha hassas yükseklikleri ölçmek için bir lazer mesafe sensörü, PIXHAWK uçuş denetimcisi ve otonom operasyon için bir Raspberry Pi 3 (RPi3) yerleşik bilgisayarı bünyesinde barındırmaktadır. Yazılım Robot İşletim Sisteminde (ROS) tasarlanmış ve geliştirilmiş olup, denetim, görüntü işleme ve seri haberleşmeyi içerir. Kod 4-PUR'un uçuş denetimiyle görüntü işlemeyi eş zamanlı olarak yapabilmesi için çoklu-dizin kullanılarak tasarlanmıştır. 4-PUR'un dinamik modellemesi, yaygın olarak bilinen modellerden birine dayanmaktadır. İniş görevi için oransal ve türevsel (PD) denetimi yaklaşımını kullanan hız, konum ve yükseklik denetimcileri geliştirilmiştir. Görsel geri besleme, iniş platformundaki ArUco işaretinin tespitine dayalı göreceli konum bilgisi sağlar. Geliştirilen yaklaşımlar ilk olarak Gazebo simülasyon ortamında test edildi. Ayrıca, farklı rüzgar, ışık ve başlangıç irtifa koşulları için ISL 4-PUR'u üzerinde benzer iniş deneyleri başarıyla yapılmıştır ve 4-PUR'un sabit 50cm × 50cm ArUco işaretli bir platforma yaklaşık 80 cm hata aralığında otonom olarak iniş yapabildiği gözlenmiştir. Tasarlanan 4-PUR'un ayrıca yavaş lineer hız ile hareket eden bir platformu takip ettiği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on the design and development of quadrotors that are capable of autonomous landing on a stationary platform. This problem is motivated by the fact that quadrotors have to land frequently to charge their batteries, as maximum flight time is rather short with the current state-of-art. In this work, we particularly consider three different quadrotor systems including the quadrotor constructed in our Intelligent Systems Laboratory, the ISL quadrotor. The ISL quadrotor is endowed with a camera attached to a gimbal stabilizing the view for visual sensing, a laser range sensor for measuring the altitude, PIXHAWK flight controller and a Raspberry Pi 3 (RPi3) as an onboard computer for autonomous operation. The software is designed and developed in Robot Operating System (ROS) and includes control, visual processing and serial communication with the flight controller. The code is designed to be multi-threaded as to have the quadrotor be capable of doing visual processing concurrently with flight control. The dynamic modeling of the quadrotor is based on one of the commonly used models. For the landing task, position, altitude, and velocity controllers based on proportional and derivative (PD) control are developed. Position information is provided by visual feedback through detecting the marker on the landing platform. The developed approaches are first tested on the Gazebo simulation environment. We also conduct similar landing experiments on the ISL quadrotor for different wind, light, and initial altitude conditions and observe that the quadrotor is able to land autonomously within approximately 80 cm error range on a stationary platform that is marked by a 50cm × 50cm ArUco marker. The designed quadrotor is also capable of tracking a platform that is moving with a slow linear velocity.
Benzer Tezler
- Türkiye kökenli aspir tohum yağlarının transesterifikasyonu ve dizel yakıt alternatifi olarak değerlendirilmesi
Transesterification of safflower seed oil of Turkish origin and its evaluation as a diesel fuel alternative
ASLI IŞIĞIGÜR
- A computer vision based method for semi-automated rebar detection and measurement of reinforced concrete columns
Betonarme kolonlar için sayısal görüntü işleme temelli yarı otomatik donatı ölçme ve belirleme yöntemi
MUHAMMAD USMAN HASSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ÖZGÜR KURÇ
- Computer vision and machine learning based adaptable conversion method for any light microscope to automated cell counter by trypan blue dye-exclusion
Bilgisayarlı görme ve makine öğrenme'ye dayalı olarak trapan mavisi boya dışlama tabanlı ışık mikroskoplarının otomatize hücre sayarına uyarlanabilir dönüşüm yöntemi
AKIN ÖZKAN
Doktora
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtılım ÜniversitesiYazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SULTAN BELGİN İŞGÖR
YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN ŞENGÜL
- Development of an automated exam-scoring system based on computer vision
Bilgisayar görüşüne dayalı otomatik sınav puanlama sisteminin geliştirilmesi
MOHAMED ELMI AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. LECTURER MEMBER YILMAZ ATAY
