Search and rescue wıth multıple uavs: Target detectıon and connectıvıty
Çoklu iha'larla arama ve kurtarma: Hedef tespiti ve bağlantılılık
- Tez No: 929056
- Danışmanlar: DOÇ. EVŞEN YANMAZ ADAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bu tezde, AvK görevleri için etkili hedef tespiti, bağlantı sağlama ve görev ataması üzerinde yoğunlaşan entegre bir çoklu \ac{İHA} sistemi sunulmaktadır. Önerilen yapı, İHA'ların geniş ölçekli felaket senaryolarında birden fazla hedefi iş birliği içinde tespit etme, izleme ve gerekli bağlantıları sürdürme gibi kritik zorluklara çözüm getirmeyi amaçlamaktadır. Bu hedeflere ulaşmak için iki tür İHA kullanılmaktadır: hızlı alan taraması yapmak üzere yerleşik sensörlerle donatılmış arama İHAları ve İHAlar, hedefler ve yer kontrol istasyonu arasında ağ bağlantısını kurup sürdüren röle İHA'ları. Tezde, değişken uyarlanabilirlik seviyelerine sahip üç farklı hedef tespiti ve bağlantı stratejisi sunulmaktadır: (i) Önceden planlanmış rotalar takip edilirken, tespit edilen hedeflerin yer kontrol istasyonuna (GCS) bildirilmesi, (ii) Devam eden arama operasyonlarını kesintiye uğratmadan, tespit edilen hedefleri izlemek için ek İHA'ların konuşlandırılması, (iii) Tespit edilen hedeflere arama İHA'ları atanarak İHA yollarının dinamik şekilde yeniden planlanması. Elde edilen sonuçlar, daha az uyarlanabilir stratejilerin daha hızlı hedef tespiti sağladığını ancak bağlantının güvenilirliğini tehlikeye attığını göstermektedir. Buna karşılık, daha uyarlanabilir stratejiler ağ performansını önemli ölçüde iyileştirirken, görev süresinin uzaması gibi bir maliyete sahiptir. Özellikle, röle İHA'larının entegrasyonu, temel planlayıcılara kıyasla bağlantı performansını %60'a kadar artırırken, toplam görev süresini belirli yapılandırmalarda %40'a kadar uzatabilmektedir. Bu stratejilere ek olarak, arama ve kurtarma görevlerinde çoklu İHA sistemleri için dinamik konumlandırma ve yol planlamasına yönelik yeni bir bağlantı tabanlı hedef önceliklendirme yöntemi de önerilmiş ve farklı hedefler için sağlanabilen bağlantı kalitesi bakımından incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we present a multiple UAV system for SAR missions, focusing on efficient target detection, connectivity, and task assignment. The proposed framework addresses critical challenges in large-scale disaster scenarios, where UAVs must collaboratively detect, monitor, and maintain connectivity with multiple targets. To achieve these objectives, we employ two kinds of UAVs: search UAVs equipped with onboard sensors for rapid area scanning and relay UAVs that establish and sustain network connectivity among UAVs, targets, and GCS. Multiple target detection and connectivity strategies with varying levels of adaptability are proposed: (i) maintaining pre-planned paths while communicating detected targets to the GCS, (ii) deploying additional UAVs for monitoring detected targets without disrupting ongoing search operations, and (iii) dynamically re-planning UAV paths by assigning search UAVs to detected targets, providing the highest level of responsiveness to dynamic conditions. Our results demonstrate that less adaptive strategies achieve faster target detection but often compromise connectivity. Conversely, more adaptive methods significantly improve network performance at the expense of increased mission time. Integrating relay UAVs enhances connectivity by up to 60% compared to baseline planners, with the cost of increasing total mission time by up to 40% in specific configurations. An innovative connectivity-based target prioritization method is integrated into the proposed dynamic path planning algorithms for multi-UAV systems, customizing it for search and rescue missions. Our findings highlight the trade-offs between detection efficiency, network reliability, and overall mission time, providing valuable insights for deploying UAV systems in SAR missions.
Benzer Tezler
- Localization of radio sources using autonomous unmanned aerial vehicles for search and rescue applications
Arama ve kurtarma uygulamaları için otonom insansız hava araçları ile radyo kaynaklarının konumunun tespiti
ÖMER HEREKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN YENİÇERİ
- Döner kanatlı insansız hava araçlarının hareketli platforma otonom iniş sistemi tasarımı
Autonomous landing system design of rotary wing unmanned aerial vehicles on a moving platform
CEMAL IŞILAK
Doktora
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiHavacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN OKTAL
- Güneş enerjisiyle desteklenen insansız hava aracı tasarım ve üretimi
Solar powered UAV design and production
FATİH BAYKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Engellerden kaçınan ve çoklu hedef takib sistemi gerçekleştirebilen akıllı sürü İHA navigasyonu
Intelligent swarm UAV navigation system with obstacles avoidance and multi-target tracking capability
ELEBAID KHALID ELSAYED BAKHIT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolPamukkale ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ÖZEK
- Bir taktik insansız hava aracının temsili model temelli optimizasyonu
Surrogate based optimization of a tactical unmanned air vehicle
FATİH ZEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTAÇ ARIKOĞLU