Visual aided formation control of unmanned aerial vehicle swarms
Sürü insansız hava araçlarının görsel yardımlı formasyon kontrolü
- Tez No: 826544
- Danışmanlar: PROF. DR. VEYSEL GAZİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Bu tezde, MATLAB ve ROS/Gazebo simülasyonunda yerleşik bir monoküler kamera ve kübik işaretleyici kullanan quadcopter sürülerinin formasyon şeklinin korunması kontrolü incelenmiştir. Önerilen kontrolör, ajanlar arasında herhangi bir iletişim gerektirmeyen dağıtılmış bir kontrolördür. Kontrolör, oluşum şeklini ve ajanlar arasında istenen mesafeyi korumak için tasarlanmıştır. Kontrolör MATLAB ve ROS/Gazebo simülasyon ortamlarında test edilmiştir. Sonuçlar, kontrolörün oluşum şeklini ve ajanlar arasında istenen mesafeyi koruyabildiğini göstermektedir. Bu çalışmada, sürü sistemimizi oluşturmak için düşük seviyeli ve yüksek seviyeli olmak üzere iki farklı kontrol yapısı kullanılmıştır. Düşük seviyeli kontrol araç dinamiklerini kontrol etmek için kullanılırken, yüksek seviyeli kontrol sürü davranışını üretmek için kullanılmaktadır. Yüksek seviyeli kontrolör, herhangi bir iletişim metodolojisine veya merkezi hesaplama platformuna ihtiyaç duymayan tamamen dağıtık bir kontrolör olarak tasarlanmıştır. Üst düzey kontrolör, tek tamsayılı dinamik sistemlere dayalı olarak tasarlanır ve çıkışları, üst düzey kontrolör tasarımına bağlı olarak istenen konum veya hız olarak beslenir. Düşük seviyeli kontrolör tasarımında, simülasyon ortamına bağlı olarak tercih edilen iki farklı tasarım metodolojisi vardır. Bunlardan ilki MATLAB'da testler için geri besleme doğrusallaştırmasıdır. İkincisi ise Gazebo'daki testler için döngü içinde PX4 yazılımıdır. Sürü sistemimizden elde edilen sonuçlar, kontrol yöntemimizin simülasyon ortamlarında oluşum şeklini ve quadcopterler arasında istenen mesafeyi koruyabildiğini göstermektedir. Bu sonuçlar, iletişim ve navigasyon sorunları olan alanlardaki gerçek dünya uygulamaları için umut vericidir. Yöntem değerlendirildiğinde, uygun quadcopterler için birincil kontrol metodolojisi olarak kullanılabileceği gibi, birincil sisteme yardımcı bir sistem olarak da kullanılabileceği söylenebilir. Ayrıca, sürü sisteminin herhangi bir sorunla karşılaşması durumunda, yöntemimiz sistem kontrolünü devralabilir ve görevi güvenli bir şekilde yerine getirmeye devam edebilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, formation maintenance control of quadcopter swarms utilizing an onboard monocular camera and cubic marker in MATLAB and ROS/Gazebo simulation is studied. The proposed controller is a distributed controller that does not require any communication between the agents. The controller is designed to maintain the formation shape and the desired distance between the agents. The controller is tested in MATLAB and ROS/Gazebo simulation environments. The results show that the controller is able to maintain the formation shape and the desired distance between the agents. In this study, to build our swarm system, two different control structures, low-level and high-level, are utilized. While low-level control is for controlling vehicle dynamics, high-level control is for producing swarm behavior. The high-level controller is designed as a fully distributed controller that does not need any communication methodology or centralized computing platform. The high-level controller is designed based on single integrator dynamics, and the outputs of it are fed as desired position or velocity, depending on the high-level controller design. In low-level controller design, there are two different design methodologies that are preferred based on the simulation environment. The first one is feedback linearization for the tests in MATLAB. The second one is PX4 software in the loop for the tests in Gazebo. The results that are obtained from our swarm system show that our control method is able to maintain the formation shape and the desired distance between the quadcopters in simulation environments. These results are promising for real-world applications in areas that have communication and navigation problems. When the method is evaluated, it can be said that it can either be utilized as a primary control methodology for appropriate quadcopters or can also be utilized as an auxiliary system that helps the primary system. In addition, if the swarm system encounters any problems, our method can take over system control and safely continue to accomplish the task.
Benzer Tezler
- Sayısal arazi modeli ve batimetrik verilerin kıyı bilgi sistemine entegrasyonu
Başlık çevirisi yok
CİHANGİR AYDÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiUzaktan Algılama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DERYA MAKTAV
- An ontology for computer-aided modeling of cellular processes
Bilgisayar destekli hücresel yolak modellemesi
EMEK DEMİR
Doktora
İngilizce
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR DOĞRUSÖZ
- Bilgisayar destekli bilimkurgu sinemasında kent mekanı: Gotham city örneği
Urban space in computer aided science fiction cinema: Gotham city case study
CEM TOPÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. HAKAN TONG
- Yönetim bilişim sistemleri ve bir fabrikada uygulama
Management information systems and the factory application
YAKUB HAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Bilgi ve Belge YönetimiDumlupınar ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRENGÜL
- Havacılık sektöründe kullanılan döküm malzemelere uygulanan talaşlı imalat yöntemlerinin geliştirilmesi
Development of mechanic manufacturing methods applied to casting materials used in the aviation sector
BURAK ALPEREN TUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON