Dikey iniş için görsel referans işaretçileri destekli pozisyon kestirimi
Fiducial markers aided position estimation for vertical landing
- Tez No: 830956
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHARREM MERCİMEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mühendislik Bilimleri, Computer Engineering and Computer Science and Control, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 57
Özet
Otonom iniş, İHA'lar için hayati bir adımdır ve doğru pozisyon bilgisine ihtiyaç duyar. GPS sinyalinin kullanılamadığı veya engellendiği durumlarda, iniş yeteneğini desteklemek için görü tabanlı çalışmalar önemli bir destek sağlayabilir. Bu çalışmada, İHA'ların dikey kalkış ve iniş sistemlerinde kullanılan işaretleyicilerle birlikte görü tabanlı bir pozisyon kestirim algoritması geliştirilmektedir. Geliştirilen yapı, çeşitli görsel işaretleyici türleriyle uyumlu bir şekilde çalışabilme yeteneğine sahiptir. Görüntülerden elde edilen işaretleyici köşe noktaları, şablon görüntülerle eşleştirilerek aracın konumu hesaplanmaktadır. Bu sayede, aracın yerel konumu tahmin edilebilmektedir. Elde edilmiş olan konum hesaplamaları için bir boyutlu Kalman filtresi kullanılmaktadır. Bu filtre, ölçüm hatalarını düzeltmek ve konum tahmininin belirsizliğini azaltmak amacıyla kullanılmaktadır. Geliştirilen algoritma, bir simülasyon ortamında detaylı bir şekilde test edilmiştir. Dört rotorlu bir hava aracının konumları, gerçek ölçümlerle karşılaştırılarak algoritmanın performansı analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, görü tabanlı konum tahmin algoritmasının kabul edilebilir bir doğruluk seviyesine sahip olduğunu göstermektedir. Görü tabanlı pozisyon kestirim algoritmasının geliştirilmesi, otonom iniş yeteneklerinin güvenilirliğini ve hassasiyetini artırabilir ve GPS sinyalinin olmadığı veya sınırlı olduğu durumlarda İHA'ların başarılı bir şekilde iniş yapabilmesini sağlayabilir. Bu çalışmada, İHA'ların dikey kalkış ve iniş sistemlerinde görsel işaretleyicilerin kullanımının ve Kalman filtresinin entegrasyonunun konumlandırma sorununda doğruluğu artırmak için önemli bir potansiyele sahip olduğunu tartışılmaktadır.
Özet (Çeviri)
Autonomous landing is a critical step in UAVs and requires accurate position information. In cases where there is no GPS signal, or it is weak, vision-based position estimation studies can provide support for autonomous landing. In this study, a vision-based position estimation algorithm is developed with markers used in VTOL systems of UAVs. The developed framework is designed to be compatible with various types of visual markers. The algorithm utilizes corner points extracted from images and matches them with template images to calculate the vehicle's position. This allows for the estimation of the vehicle's local position. A one- dimensional Kalman Filter is applied to the calculated position to correct measurement errors and reduce the uncertainty of the position estimation. The developed algorithm is tested in a simulation environment. A quadrotor's positions are compared with real measurements to analyze the performance of the proposed vision-based position estimation algorithm. The results demonstrate an acceptable level of accuracy for the algorithm. The development of a vision-based position estimation algorithm can enhance the reliability and precision of autonomous landing capabilities and enable successful landings in situations where GPS signals are limited or unavailable. The potential of using visual markers and integrating Kalman filtering to improve the accuracy of positioning in vertical takeoff and landing systems of the UAVs are discussed in this study.
Benzer Tezler
- Dikey iniş kalkışlı insansız hava araçları için görsel işaretleyici sistemler ile görüntü tabanlı konum kestirimi
Vision based position estimation with markers for vertical takeoff and landing unmanned air vehicles
MÜCTEBA UZUNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHARREM MERCİMEK
- Integration of inertial measurement unit and camera for a vertical landing aircraft on a pattern
Ataletsel navigasyon sistemi ve kamera verilerinin tümleştirilmesi bir desen üstüne dikey iniş yapan uçak için
ANDREW BUSINGYE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. HABİB KANBEROĞLU
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Mars helikopterinin matematiksel modellenmesi, simülasyonu ve kontrolcü performans karşılaştırması
Mathematical modeling, simulation and controller performance comparison of mars helicopter
FURKAN SEYREKBASAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU
- Design of unmanned air vehicle (UAV) for vertical take-off and landing (VTOL)
Dikey kalkış ve iniş için insansız hava aracı tasarımı
MUSTAFA VARKİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EYÜP YETER
DOÇ. DR. MEHMET HANİFİ DOĞRU