Formation control of unmanned aerial vehicles fordynamic formation reshaping to abruptly arisingenvironmental features
Aniden ortaya çıkan çevresel durumlara göreşekillenen dinamik formasyonlar için insansız havaaraçlarının formasyon kontrolü
- Tez No: 824062
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDAN MÜŞERREF ERKMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Havacılık Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Kalabalık ortamlarda formasyon halinde uçan bir grup İHA, ani ortaya çıkan yeni çevresel özelliklere hızlı bir şekilde uyum sağlamak için formasyonlarını değiştirme konusunda kararlar almalıdır. Alan kaplama, keşif ve kolektif taşımacılık gibi tipik görevlere ek olarak, yeni özelliklere hızlıca adapte olabilen, alarm halinde bir formasyon kontrol yöntemi gerekmektedir. Bu yaklaşım, formasyon parametrelerini hesaplamak için kısıtlı optimizasyon ve çoklu robot uzlaşısı kullanan mevcut bir yöntemi temel almaktadır. Bu formasyon kontrol yöntemini, çevresel özelliklere adapte olma sırasında meydana gelen aksamalarda formasyonu yeniden yapılandırabilmek için ayrılma ve birleşme yeteneği ile geliştirdik. Bu yaklaşımda, robotlar birlikte hareket etmek için bir yön belirler ve ardından engelden arınmış konveks bölgeleri belirleyerek seçilen yöne hizalı bir hacim hesaplar. Sonrasında, istenen formasyon şekli tarafından belirlenen kısıtlarla bu bölgelerin kesişimini dikkate alarak optimizasyon süreci gerçekleştirilir ve çevresel koşullara uygun formasyon parametreleri belirlenir. Formasyon parametreleri belirlendikten sonra, her robotun hedef pozisyonu, görevin tamamlanma süresini en aza indirecek şekilde atanır. Sistemin geçerliliği, Microsoft AirSim ortamında gerçekleştirilen simülasyonlarla gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
A group of UAVs flying in formation in crowded environments must make decisions on changes to their formation in order to adapt to sudden emergence of new environmental features with minimal delays. In addition to typical tasks such as area coverage, exploration, and collective transportation, an alert formation control method is required to quickly adapt to new features. This approach builds upon an existing method that utilizes constrained optimization and multi-robot consensus to calculate formation parameters. We have enhanced this formation control method with a novel ability to split and merge in order to reconstruct the formation when disruptions occur during adaptation to environmental features. In this approach, the robots collectively decide on a direction to move, and then identify obstacle-free convex regions to determine a volume where the formation can fit, aligned with the chosen direction. Next, an optimization process is performed by considering the intersection of these regions with constraints imposed by the desired formation shape, in order to determine suitable formation parameters that align with the environmental conditions. Once the formation parameters are determined, target positions are assigned to each robot with the objective of minimizing the overall mission completion time. The validity of the system is demonstrated through simulations conducted in the Microsoft AirSim environment.
Benzer Tezler
- Visual assisted formation control of distributed UAV swarm
Dağınık İHA'ların sürülerinin görsel destekli formasyon kontrolü
ONUR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN YEŞİLDİREK
- İnsansız hava araçlarının formasyon kontrolü için yeni bir adaptif gürbüz kontrolcü tasarımı
A new adaptive robust controller design for formation control of unmanned aerial vehicles
KAAN CAN
Doktora
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH BAŞÇİ
- İnsansız hava araçlarında kümelenme ve sürü kontrolü
Clustering and swarm control in unmanned aerial vehicle
BATUHAN KARAÇAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAN BÜLENT FİDAN
- Cooperative control of multi-agent system under time delay
Çok ajanlı sistemlerin zaman gecikmesi altında eş zamanlı kontrolü
ŞİRİN AKKAYA
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Döner kanatlı insansız hava araçlarının PID kontrolör kullanılarak formasyon kontrolü
Formation control of rotary wing unmanned aerial vehicles using PID control method
GÜLÇİN AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA EREN