Fixed wing UAV target geolocation estimation from camera images
Sabıt kanat İHA'lar için kamera bazlı hedef konum kestirimi
- Tez No: 695827
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hedef konum kestirimi, Görüntü bazlı GPS'den bağımsız hedef etrafında dolanma manevrası, Görüntü bazlı hedef görüş hattı hesaplama, Target geolocation, Image based GPS denied loitering, Image based target line of sight estimation
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Bu tez çalışmasında görüntü işleme sistemine sahip ve standart algılayıcılarla donatılmış sabit kanatlı bir insansız hava aracı için ilgili hedefin coğrafi konumunu hesaplayan ölçüm modeli oluşturulmuştur. Ölçüm modeli, görüntüde ilgilenilen hedefin seçildiği andan itibaren ilgili sabit hedefin konumunu hesaplamaya başlar. Ölçüm modeli için hedefin görüntü düzlemindeki piksel konumunu ve hava aracının konumunu, hızını ve açısal pozisyonunu kullanan genişletilmiş Kalman filtresi kullanılmıştır. Tasarlanan filtre de önceki çalışmalardan farklı olarak kamera yerleşim açılarının sapması dikkate alınmıştır. Uçuş testlerinde yaklaşık 400 metre uzaklıktan, 15 - 20 saniye süre aralığında, 5 metre hassasiyetinde hedef konumu hesaplanmıştır. Ayrıca, kamera yerleşim açı hataları da 1 derece hassasiyetinde hesaplanmıştır. Ek olarak, hedefin görüntü düzleminde bulunan piksel konumunu referans alan ve hava aracının hedef etrafında dolanmasını sağlayan kontrol algoritması tasarlanmıştır. Bu kontrol algoritması, hedefi kamera görüş alanında tutar ve İHA ile hedef arasındaki mesafeyi kontrol eder. Tasarlanan bu algoritma, nokta navigasyonu gibi mevcut manevralardan farklı olarak herhangi bir GPS ölçümüne ihtiyaç duymamaktadır. Dolayısı ile bu algoritma GPS'den bağımsız olarak hava aracının açısal pozisyon bilgileri doğru ölçüldüğü sürece çalışacaktır. Kontrol algoritması modüler olarak tasarlanmıştır ve bu sayede görüntü işleme sistemine ve standart algılayıcılara sahip bir sabit kanat hava aracında kullanılabilir. Yuvarlanma açısı kontrolcüleri için bir dış döngü olarak kolaylıkla uygulanabilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a target geolocation measurement model for a fixed wing unmanned aerial vehicle which equipped with an image processing system and standard sensors has been created. The measurement model begins to calculate the position of the relevant stationary target when the moment the target of interest is selected in the image. The Extended Kalman filter, which uses the pixel position of the target in the image plane, position, and angular position of the aircraft, is developed for the measurement model. Different from previous studies, the deviation of camera placement angles has been taken into account in the designed filter. In the flight tests, the target position was calculated with an accuracy of 5 meters, from a distance around 400 meters, in a time interval of 15-20 seconds. Also, camera placement angle errors were calculated with a precision of 1 degree. In addition, a loitering maneuver control algorithm has been designed that uses the pixel position of the target on the image plane. This control algorithm holds the target in the camera field of view and desired distance between UAV and target. Unlike the common loitering control algorithms such as waypoint navigation, this loitering maneuver control algorithm is designed independently from any GPS measurement. Hence, it will work regardless of GPS, as long as the angular positions of the aircraft are measured correctly. The control algorithm is designed as modular, so it can be used in any fixed-wing aircraft which has an image processing system and standard sensors. It can be easily implemented as an outer loop for roll attitude controllers.
Benzer Tezler
- Sabit kanatlı bir insansız hava aracı için otopilot sistemi geliştirmede döngüde donanım tabanlı yaklaşım
Hardware in the loop based approach for development of fixed wing UAV autopilot
ONUR BAKİ ERTİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Autonomous carrier landing of a fixed-wing uav withairborne deck motion estimation
Başlık çevirisi yok
METİN KUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık ve Uzay MühendisliğiThe University of Texas at ArlingtonDR. KAMESH SUBBARAO
- Sabit kanatlı İHA için uyarlamalı daldırma ve değişmezlik yöntemiyle sabit bozucuların kestirici tasarımı
Disturbance estimator design with adaptive immersion and invariance method for fixed wing UAV
BESTE SEZEN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN
- Model predictive control of a fixed wing unmanned aerial vehicle
Sabit kanatlı bir insansız hava aracının model öngörülü kontrolü
HAKAN ÜLKER
Doktora
İngilizce
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMAL BAYKARA
- Kargo taşıma maksatlı insansız hava aracı kavramsal tasarımı ve kanat aerodinamiğinin incelenmesi
Conceptual design of unmanned aerial vehicle for cargo transportation and investigation of wing aerodynamics
ONUR PARLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiMilli Savunma ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR