Otonom su üstü araçlarla kıyı sahillerin gözetimi
Monitoring of coastal shores using autonomous surface vehicles
- Tez No: 911143
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDIN YEŞİLDİREK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
Otomasyon tamamen veya kısmen insanlarca yapılan işlemlerin, insan müdahalesi olmadan yapılması olarak tanımlanabilir. Otomasyonun giderek yaygınlaşan bir kullanım alanına sahip olmasından diğer tüm alanlar gibi taşıtlar alanı da etkilenmektedir. Otonom taşıt araçları için pek çok alt sistem ve otonom görev uygulamaları da tasarlanmakta ve gerçekleştirilmektedir. Yaşadığımız çevrede istenmeyen bir durum oluştuğunda hızlı müdahale edilebilmesi için kıyı sahillerin düzenli olarak gözetlenmesini bir ihtiyaç haline getirmektedir. Otonom taşıt araçları bu alanda görev almaya uygun araçlardır. Bu tez çalışmasında, otonom su üstü araçlar ile kıyı sahillerinin gözetimine yönelik bir sistem tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının yapıldığı dönemde Marmara Bölgesinde deniz yüzeyinde gerçekleşen büyük ölçekli çevre felaketi müsilaj patlaması olduğundan müsilaj kirliliğine özel olarak odaklanılmıştır. Ayrıca yakıt kirliliği de ele alınan bir başka konudur. Bu tez çalışmasında tasarlanıp gerçekleştirilen sistem; otonom görev yapan, insansız su üstü aracının (İSÜA) -tanımlanan güzergahta- kıyı sahil gözetim devriyesi esnasında kirlilik unsurlarını belirleme amacını taşımaktadır. Kirlilik unsurunun tespitinde farklı yöntemler bir arada kullanılmıştır. Müsilaj kirliliğine yönelik geliştirilen sistemde üç aşamalı özgün bir yaklaşım uygulanmıştır. Öncelikle özgün görüntü işleme yöntemi ile müsilaj bulunmaya aday bölgeler belirlenmiştir. Ardından geliştirilen özgün monoküler vizyon yaklaşımından yararlanarak kirliliğe aday bölgenin su üstü aracına göre konumu belirlenmiş, düz Dünya modelinden yararlanılarak da ilgili bölgenin gerçek Dünya koordinatı yaklaşık olarak hesaplanmıştır. Koordinatı hesaplanan bölgeye ilgili insansız su üstü aracı yönlendirilmiş, kimyasal ölçüm algılayıcıları ile algılama yapılmış ve ayrıca çevrimdışı ölçüm için de numune alınmıştır. Görüntü işleme verisi ile kimyasal ölçüm verileri bir arada değerlendirilerek kirlilik olup olmadığına karar verilmiştir. Bu veri füzyonu işleminde özgün bir yaklaşım uygulanmıştır. Ayrıca çevrimdışı olarak numuneler mikroskop aracılığıyla incelenmiş, özgün olarak geliştirilen yöntemle kirlilik olup olmadığı çıkarımında bulunulmuştur. Ele alınan bir diğer kirlilik türü ise petrol türevi ürünlerin (motorin vb.) kirliliği ile amonyum peroksit kirliliğidir. Bu amaçla biri polipropilen teksitl malzemesine dayanan diğeri ise aerogel kaplamadan yararlanan iki özgün kapasitif algılayıcı geliştirilmiştir. Geliştirilen algılayıcılar ile ölçüm yapılmış, motorin vb. ürünlerin algılayıcıların ölçtüğü sığa değerini standart deniz suyuna göre düşürdüğü, amonyum peroksitin ise yükselttiği belirlenmiştir. Algılayıcıların karakteristikleri elde edilmiş ve yapılan ölçümlerde $\%98$ oranında başarı elde edilmiştir. Algılayıcıların geçici olarak oturacakları değer aralıklarına yerleşme süresi 8 saniye olmuştur. Geliştirilen özgün değerlendirme ünitesi ile kapasitif algılayıcı değerler mikrodenetleyici-tabanlı bir sistem aracılığıyla değerlendirilmiş ve kirlilik olup olmadığı hakkında üretilen sonuç karaya RF haberleşmesinden yararlanılarak iletilmiştir.
Özet (Çeviri)
Automation can be defined as the performance of operations that are completely or partially performed by humans, without the use of human power. The field of vehicles, like all other fields, is also affected by the increasingly widespread use of automation. Many subsystems and autonomous mission applications are also designed and implemented for autonomous vehicles. Regular surveillance of coastal beaches becomes a necessity in order to intervene quickly when an undesirable situation occurs in the environment we live in. Autonomous vehicles are suitable vehicles to take part in this field. The system designed and implemented in this thesis study; It aims to identify pollution elements during the coastal surveillance patrol of the autonomous, unmanned surface vehicle (USV) - on the defined route. Different methods were used together to detect the element of pollution. A unique three-stage approach was applied in the system developed for mucilage contamination. First of all, candidate regions for mucilage were determined using a unique image processing method. Then, using the unique monocular vision approach developed, the location of the pollution candidate area relative to the surface vehicle was determined, and the real Earth coordinate of the relevant area was approximately calculated using the flat Earth model. The relevant unmanned surface vehicle was directed to the area whose coordinates were calculated, detection was made with chemical measurement sensors, and samples were also taken for offline measurement. It was decided whether there was contamination by evaluating the image processing data and chemical measurement data together. In addition, the samples were examined offline through a microscope, and it was deduced whether there was any contamination using the originally developed method. Another type of pollution considered is pollution of petroleum-derived products (diesel oil, etc.) and ammonium peroxide pollution. For this purpose, two unique capacitive sensors have been developed, one based on polypropylene textile material and the other using aerogel coating. Measurements were made with the developed sensors, diesel etc. It was determined that the products decreased the capacitance value measured by the sensors compared to standard sea water, while ammonium peroxide increased it. With the developed unique evaluation unit, capacitive sensor values were evaluated through a microcontroller-based system, and the result produced about whether there was pollution was transmitted to the land using RF communication.
Benzer Tezler
- Artificial potential function-based water quality monitoring using unmanned surface vehicle
Suüstü robotu kullanarak yapay potansiyel fonksiyon tabanlı su kalitesi izleme
EMRE FİKRİ BALTACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALUK BAYRAM
- Contribution a la recherche d'un cadre juridique pour un droit international de laconcurrence plus efficace
Daha etkin bir uluslararası rekabet için hukuki çerçeve arayışı
ALİ CENK KESKİN
Doktora
Fransızca
2009
HukukGalatasaray ÜniversitesiKamu Hukuku Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JEAN MARC SOREL
PROF. DR. HALİL ERCÜMENT ERDEM
- Acoustic analysis of an underwater glider
Bir sualtı planörünün akustik analizi
TURGAY HIZARCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGE TUTAK
- Gemiler için COLREG ile uyumlu otonom çatışmadan kaçınma çalışması
COLREG compatible autonomous ship collision avoidance study
HASAN UĞURLU
Doktora
Türkçe
2023
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL ÇİÇEK
- Denizde çatışmadan kaçınma rotası planlama ve optimizasyonu
Route planning and optimization for maritime collision avoidance
REMZİ FIŞKIN
Doktora
Türkçe
2019
DenizcilikDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ATİK