Relative positioning for underwater navigation of multi-vehicle systems
Çok araçlı sistemlerin su altı navigasyonu için göreceli konumlandırma
- Tez No: 881563
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EVREN SAMUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Bu tez çalışması, çoklu araçlı bir su altı ortamını incelemektedir. Hassas ve doğru navigasyon, Otonom Su Altı Aracı(AUV) uygulamaları için önemli bir problemdir. Sınırlı elektromanyetik penetrasyon nedeniyle, küresel konumlandırma sensörleri bir AUV'nin konumunu belirlemek için bir seçenek değildir. En yaygın yöntem, ivme ölçerler ve jiroskoplar içeren ataletsel ölçüm birimlerini (IMU) kullanan parakete seyir hesabı olarak adlandırılır. IMU'larla yanıltma hataları, hizalama hataları ve gürültülü ölçümler yaygın problemlerdir. Bu hatalar, pozisyon bilgisinin uzun süreli olarak güvenilmez olmasına neden olur. Pozisyon hataları hız ve açısal rastgele yürüyüş nedeniyle hızla büyür. Birden fazla aracın bir dizi su altı görevinde yer aldığı durumlar daha da karmaşıktır. Uzun Baz Hattı (LBL) ve Ultra-Kısa Baz Hattı (USBL) gibi geleneksel akustik sistemler, navigasyon sorununu aşmak için geliştirilmiştir, ancak lojistik olarak karmaşıktır ve yalnızca önceden kuruldukları alana özgü çalışırlar. Ses kaynaklarının yerleştirilmesi ve kesin olarak bilinen konumlarla başlatılması süreci, sistemlerin maliyetini artırdığından ve düşük maliyetli AUV'ler için uygun olmayan hale getirir. Bu makale, N araç için bir navigasyon algoritmasıyla bir sistem mimarisi önermektedir. Bir lider AUV ve N-1 takipçi AUV'lerin bulundu˘gu bir lider-takipçi formasyon kontrolü uygulanır. Sistem, formasyonu korumak için lider ve takipçileri arasındaki göreceli konumları, mutlak konumlar yerine kullanır. Takipçi AUV'ler liderin hareketlerine göre konumlarını alırlar. Bu sistem, formasyonu bozmadan senkronize dönüşler ve manevralar gibi koordineli hareketlere olanak sağlar.
Özet (Çeviri)
Precise and accurate navigation is a significant problem for Autonomous Underwater Vehicle (AUV) applications. Due to limited electromagnetic penetration, GPS sensors are not an option for determining the position of an AUV. The most common method is called dead reckoning, which uses inertial measurement units (IMUs) with accelerometers and gyroscopes. Bias errors, misalignment and noisy measurements are common problems with IMUs. These errors make position information to be unreliable over long periods of time. Position errors grow rapidly due to velocity and angular random walk. The problem is further complicated when more than one vehicle is involved in a series of underwater tasks. Although conventional acoustic systems such as long baseline and ultra-short baseline have been developed to overcome the navigation problem, they are logistically complex and only cover a pre-deployed area. The process of deploying transponders and initialising them with precisely known locations makes the systems expensive and inappropriate for low cost AUVs. In order to eliminate growing errors of dead reckoning method, a system architecture with a navigation algorithm for N vehicles is proposed. This architecture makes use of a simple acoustic measurement system and a filtering algorithm. The simplicity of this acoustic measurements reduces the logistic complexities of conventional systems greatly. A leader-follower formation control is implemented, where there is a leader AUV and N-1 follower AUVs. The system obtains relative positions between the leader and its followers, rather than absolute positions, to keep the formation intact. The follower AUVs position themselves according to the leader. This allows coordinated movements such as synchronised turns and manoeuvres without breaking the formation.
Benzer Tezler
- Bağıl ve PPP tekniklerine göre tekrarlı GPS gözlemlerinden elde edilen nokta hız doğruluklarının araştırılması
Investigating the accuracy repeated GPS velocities using relative and precise point positioning (PPP) techniques
HÜSEYİN DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DOĞAN UĞUR ŞANLI
- Lidar-tabanlı robot tespiti ve bağıl konumlandırma
Lidar-based robot detection and relative positioning
ZAHİR YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtatürk ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT BAYINDIR
- GPS hassas mutlak konum belirlemede varyans kovaryans matrisinin güvenirliğinin araştırılması
Investigation of the reliability of variance-covariance matrix in GPS precise point positioning
ORHAN KAYACIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHATTİN ERDOĞAN
- Değişik meşcere tiplerinde küresel konum belirleyicinin (GPS) kullanım olanakları
Using possibilities of global positioning system (GPS) at different stand types
HAYATİ ZENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YEŞİL
- Infrastructure independent pedestrian localization using dead reckoning and particle filter
Parakete seyri hesabı ve parçacık filtresi ile altyapısız yaya konum belirleme
MEHMET ENES CAVLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ