Geri Dön

Otonom dronlar için optimal görev atama ve rota planlama

Optimal mission assignment and route planning for autonomous drones

  1. Tez No: 742327
  2. Yazar: HÜSEYİN GÖKTAŞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN SERHAN YAVUZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Kumanda Sistemleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 57

Özet

İnsansız hava araçları (İHA), özellikle görevin kritik ve tehdidin yoğun olduğu askeri alanlarda, insan kaybı riskinin bulunmaması, farkedilmesinin zor olması ve uçuş maliyetinin ucuz olmasından dolayı insanlı sistemlere göre çok büyük avantajlara sahiptir. Son zamanlarda İHA'lar gözetleme, hedef tespiti ve askeri destek gibi alanların dışında fotoğrafçılık, tarım, paket teslimat gibi özel uygulamalarda da oldukça yaygın kullanılmaktadır. Hedef alanı büyük olan bölgelerde verilen görevi daha etkili bir şekilde gerçekleştirmek için otonom sürü İHA'lara ihtiyaç duyulmaktadır. Sürü İHA'lara görev planlaması yapılırken belirli kriterler göz önüne alınarak İHA'ların toplam maliyetleri en aza indirilmelidir. Bu problemi çözmek için literatürde daha çok sezgisel yöntemli yaklaşımlar kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, hedef ve İHA sayısının çok olduğu durumlarda görev atama problemini verimli bir şekilde gerçekleştirmek için üç aşamalı hiyerarşik bir yöntem sunulmuştur. İlk aşamada görevlerdeki hedef noktaları k-ortalamalar kümeleme yöntemi kullanılarak İHA sayısına göre alt kümelere ayrılır. Daha sonra Macar Algoritması kullanılarak optimal drone-alt küme ataması yapılır. Son aşamada ise, ataması yapılan her bir İHA'nın kat edeceği mesafeyi minimize etmek için karınca kolonisi algoritması kullanılarak rota planlaması gerçekleştirilir. Önerdiğimiz yöntem farklı senaryolar altında simüle edilmiş ve metasezgisel optimizasyon yöntemleri ile karşılaştırılarak başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Tasarlanan senaryolarda, İHA lokasyonlarının farklı durumları, İHA sayısının kısıtlı olması ya da her bir İHA için görev sayısının kısıtlı olması durumları göz önünde bulundurulmuştur.

Özet (Çeviri)

Unmanned aerial vehicles (UAVs) have great advantages over manned systems, especially in mission-critical and threat-intensive military areas. These advantages can be summarized as follows: There is no risk of human loss, it is difficult to be noticed, and the flight cost is cheap. Recently, UAVs have also been widely used in special applications such as photography, agriculture, package delivery, surveillance, target detection and military operations. Autonomous swarm UAVs are needed to more effectively perform the given task in regions with large target areas. While planning a mission by using multi UAVs, the total costs of UAV usage should be minimized by considering certain criteria. In general, heuristic approaches have been used to solve this problem. In this thesis, we propose a three-stage hierarchical method to efficiently solve the task assignment problem in cases where the number of targets and UAVs is high. In the first stage, the target points in the missions are divided into subsets according to the number of UAVs using the k-means clustering method. Then, the optimal drone-subsets assignment is made by using the Hungarian Algorithm. In the last stage, route planning is carried out by using the ant colony algorithm to minimize the distance to be covered by each assigned UAV. We simulated the proposed method under different environmental scenarios and obtained successful results when compared with some other metaheuristic optimization methods. In the designed scenarios, different UAV locations, limited number of UAVs or limited number of missions for each UAV were taken into account.

Benzer Tezler

  1. Multı-rotor insansız hava araçları için aktif gürültü sönümleme geliştirilmesi

    Development of active noise damping for multi-rotor unmanned aerial vehicles

    İREM GÜLDEMET

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriTürk Hava Kurumu Üniversitesi

    İnsansız ve Otonom Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAMİT TEKİN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MASOUD LATIFINAVID

  2. Kentsel hava hareketliliği için karşılaştırmalı hava sahası kavramsal modeli

    Comparative airspace conceptual model for urban air mobility

    ABDULLAH YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Sivil HavacılıkGazi Üniversitesi

    Trafik Planlaması ve Uygulaması Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAYRİ ULVİ

  3. Coordinated target detection and tracking by drones using distance and vision

    Mesafe ve görüntü kullanan dronlar ile koordine hedef teşhisi ve takibi

    HÜSNÜ HALİD ALABAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAbdullah Gül Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET GÜLER

  4. Otomatik kontrol sistemlerinin gemiler arası ikmal operasyonlarında uygulanması

    Application of automatic control systems to ship to ship load transfer operations

    BİLGİN BOZKURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ERTOGAN