Geri Dön

Dört rotorlu döner kanat tip iha ile otonom yangın algılayıcı - söndürücü tasarımı

Design of a four-rotor rotary-wing uav with autonomous fire detection and suppression capability

PDF İndir

  1. Tez No: 815605
  2. Yazar: ENES DÜZEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KAYABAŞI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Ülkemizde yaşanan orman yangınları sebebiyle bu tez çalışmasında otonom uçuş gerçekleştirerek yangını algalayabilen ve üzerine söndürücü boşaltabilen, özgün tasarıma sahip dört rotorlu döner kanat tipi insansız hava aracı (İHA) tasarlanmıştır. Tasarımın üç boyutlu katı modellenmesi için SolidWorks kullanılmıştır. İlgili materyal malzemeye atanarak yaklaşık ağırlık hakkında fikir sahibi olunmuştur. Elektriksel analiz için ecalc.com web sitesinden ilgili parametreler (ağırlık, pil gerilimi, pervane çapı, pervane hatvesi gibi) girilerek uçuş süresi ve elektriksel donanımların uygunluğu denetlenmiştir. Tasarım ile ilgili problemler giderildikten sonra gövde, karbonfiber plaka, karbonfiber boru ve polilaktit filament ile üretilmiştir. Ardından güç ve elektronik sistemler birleştirilerek araca entegre edilmiştir. Yangın algılama görevi ve söndürme görevi için yardımcı donanımsal olarak Raspberry Pi, kamera modül, dalgıç pompa ve motor sürücü, yazılımsal olarak olarak Open Source Computer Vision (OpenCV) kütüphanesi kullanılmıştır. Otonom hareket kabiliyeti için donanımsal olarak uçuş kontrol kartı (Pixhawk 4), jireskop, barometre, pusula, ivme ölçer, küresel konumlama sistemi (KKS) ve telemetri, yazılımsal olarak Mission Planer ve DroneKit kütüphaneleri kullanılmıştır. Senaryoya göre insansız hava aracı bulunduğu noktadan otonom şekilde kalkarak koordinatları verilen su alma havuzuna giderek sensörler su algılayana kadar irtifa azaltacak, algılama sağlandığında yüksekliğini koruyarak deposuna bir süre su çekecek ardından koordinatı verilen yaklaşık yangın alanına giderek kamera açacaktır. Yangın alanını temsilen belirlenen şekil, büyüklük ve yoğunlukta kırmızı renkli alan tespit ettiğinde görüntüdeki bu alanı merkezleyerek su bırakma işlemini gerçekleştirdikten sonra kalkış yaptığı konuma geri dönecektir. Yapılan uçuş testleri sonucu prototipin senaryoyu başarıyla tamamladığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

This master's thesis presents the design of a four-rotor rotary-wing unmanned aerial vehicle (UAV) with original design features capable of autonomously conducting aerial surveillance and fire suppression operations in response to the forest fires occurring in our country. SolidWorks was utilized for three-dimensional solid modeling of the design. By assigning relevant materials to the components, an estimation of the approximate weight was obtained. Electrical analysis was conducted using the ecalc.com website, inputting parameters (such as weight, battery voltage, propeller diameter, propeller pitch, etc.,) to evaluate flight duration and assess the compatibility of electrical components. After addressing design-related issues, the airframe was produced using carbon fiber plates, carbon fiber tubes, and polylactic acid filament. Power and electronic systems were then integrated into the UAV. For fire detection and suppression tasks, Raspberry Pi, a camera module, a submersible pump, and a motor driver were employed as hardware components, while the OpenCV library was utilized for software purposes. The UAV's autonomous movement capability was achieved through the use of hardware components such as the flight controller board (Pixhawk 4), gyroscope, barometer, compass, accelerometer, global positioning system (GPS), and telemetry, and software components such as Mission Planner and DroneKit libraries. Following a predetermined scenario, the UAV autonomously took off from a specified location and proceeded to a water collection pool whose coordinates were provided. It gradually reduced altitude until the sensors detected water, at which point it maintained its altitude and filled its tank for a period of time. Subsequently, the UAV navigated to the approximate location of the designated fire area and activated its camera. By detecting a region in the image that corresponded to the predefined shape, size, and intensity of a fire area represented by the color red, the UAV centered the image on this area and performed the water release operation. Finally, it returned to its initial takeoff position. Flight tests demonstrated the successful completion of the prototype's scenario.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    438952

    Dört rotorlu döner kanat insansız hava aracı test düzeneği geliştirilmesi

    Development of test mechanism for rotary wing unmanned air vehicle with four rotors

    İRFAN ÖKTEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. METİN KESLER

  2. Tez No

    143465

    Parallel, Navier-Stokes computation of the flowfield of a hovering helicopter rotor

    Havada asılı duran helikopter pali etrafındaki akım alanının paralel, Navier-Stokes hesaplanması

    MURAT GEÇGEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. YUSUF ÖZYÖRÜK

  3. Tez No

    877851

    Helikopter ana rotor uç geometrisinin aeroakustik açıdan optimizasyonu ve rotor hareketlerinin aeroakustik etkilerinin incelenmesi

    Aeroacustical optimization of helicopter main rotor tip geometry and investigation of aeroacustic effects of rotor movements

    TUĞRUL TEOMAN ÖZTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN

  4. Tez No

    840834

    Numerical investigation of the influence of sweep and lean on a transonic axial compressor rotor

    Transonik eksenel kompresör rotorunda uygulanan 'sweep' ve 'lean' methodlarının aerodinamik etkilerinin nümerik yaklaşımlar ile incelenmesi

    HASAN BERK GÜÇLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU

  5. Tez No

    309408

    Composite prototyping and vision based hierarchical control of a quad tilt-wing UAV

    Dört rotorlu döner-kanat mekanizmasına sahip bir insansız hava aracının kompozit prototip üretimi ve görüntü tabanlı hiyerarşik kontrolü

    EFE SIRIMOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ÜNEL

Geri Dön