Sıcak hava balonlarına yönelik bir çarpışma önleme sisteminin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of a collision avoidance system for hot air balloons
- Tez No: 940829
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ALPASLAN KAZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Sivil Havacılık, Civil Aviation
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Yapılan bu çalışmada sıcak hava balonlarının birbirlerini görememeleri nedeni ile çarpışmaları sonucunda yaşanacak kazaların ve akabinde meydana gelebilecek olası can ve mal kayıplarının önlenmesine yardımcı olacak bir sistem tasarlanmış ve bu kapsamda iki adet prototip üretilmiştir. Her bir prototip için Raspberry Pi-4, 7 inçlik Raspberry Pi dokunmatik ekran, LoRa yayın anteni modülü, BMP180 basınç sensörü, MPU6050 ivme sensörü ve GYGPSV1 NEO-M8N GPS modülünden birer adet kullanılmıştır. Sensörlerden elde edilen irtifa, konum ve hız bilgileri, prototip olarak üretilmiş iki cihaz arasında LoRa modülü aracılığıyla broadcast yayını şeklinde paylaşılmıştır. Ayrıca hem kendi bilgileri hem de 500 m'lik yarıçap içerisinde bulunan intruder balonun bilgileri 7 inçlik ekranda sunulacak şekilde bir arayüz tasarlanmıştır. Tasarım, cihazın bulunduğu balonu merkeze alıp her bir yarıçapı arasında 100'er m mesafeye denk gelen 5 halkadan oluşacak şekilde, uçaklardaki trafik uyarı ve çarpışma önleme sistemi (Traffic Alert and Collision Avoidance System, TCAS) ekranını andıracak biçimde, yani 360 derecelik bir açıya sahip olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Intruder balonun 100-200 m arasındaki bir uzaklıkta bulunması durumunda her iki cihaz trafik uyarısı vermektedir. Bu mesafe 100 m ve altına düştüğünde ise bu defa her iki cihaz çözüm önerisi sunmaktadır. Öneri olarak balonlardan birisine alçalması, diğerine yükselmesi önerilmektedir. Üretilen prototiplerin testleri önce yerde ardından balonda gerçekleştirilmiştir. Yerde yapılan testlerde öncelikle cihazın sağladığı konum bilgileri test edilmiştir. Bu testlerde cihazın 1,297 m'lik kabul edilebilir bir hata ile konumu tespit ettiği görülmüştür. Yer testinin ikinci aşamasında cihazın sağladığı irtifa bilgisinin doğruluğu araştırılmıştır. Yapılan testte cihazın 0,49 m'lik bir hata ile irtifayı tespit ettiği görülmüştür. Testlerin son aşamasında, cihazlar arasındaki iletişimin düzgün çalışıp çalışmadığı ve birbirlerine göre konumlarının gerçek zamanlı olarak güncellenip güncellenmediği test edilmiştir. Tasarlanan cihazlardan bir tanesi test sırasında sabit bırakılıp, diğeri arayüzdeki her bir halka arasında kalacak şekilde belirli bir güzergâhta hareket ettirilmiştir. 6 farklı konumda yapılan testlerde ilgili konumların Google Earth'deki konumları ve bunların sabit cihazın konumuna göre uzaklıkları tespit edilmiş ve ekrandaki intruder balonun konumu karşılaştırılmıştır. Yapılan bu karşılaştırmalarda her iki balonun kendi ekranındaki intruder balonun uzaklığını doğru bir şekilde gösterdiği tespit edilmiştir. Geliştirilen sistemin Ihlara Vadisi'ndeki ticari balon uçuşlarında gerçekleştirilen testinde cihazların sahip olduğu irtifa, konum, balonun kalkış aşaması, yere göre hız bilgisi, trafik uyarısı, CLIMB ve DESCENT şeklindeki çözüm önerileri, radyal bilgileri, intruder balonun yatay uzaklığa bağlı olarak ekranda görüntülenme şekli ve renginin değişimleri detaylı olarak incelenmiştir. Yapılan bu testte cihazların birbirlerine göre göreceli konumlarını gösteren radyal bilgilerinin doğruluğu, 5 farklı uzaklık değeri için cihazlardan elde edilen konum bilgileri ile Google Earth kullanılarak ortaya konulmuştur. Testin başlangıç aşamasında balon yerden 50 ft'lik bir yüksekliğe tırmanıncaya kadar balonun kalkış aşamasında olduğunu gösteren LANDING PROGRESS uyarısının, 50 ft aşıldıktan sonra FLIGHT PROGRESS uyarısına dönüştüğü de gözlemlenmiştir. Sıcak hava balonlarına yönelik gerçekleştirilen ve geliştirilmeye açık olan bu sistemin, balonların birbirine teması sonrasında yaşanabilecek kazaları önlemede büyük bir boşluğu dolduracağı ve sıcak hava balonu sektörüne büyük katkı sağlayacağı öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, a system was designed to help prevent accidents from collisions between hot air balloons, occurring due to their inability to see one another, and to avert the potential loss of life and property. For each prototype, one Raspberry Pi-4, 7-inch Raspberry Pi touch screen, LoRa broadcast antenna module, BMP180 pressure sensor, MPU6050 acceleration sensor, and GYGPSV1 NEO-M8N GPS module were used. The altitude, location, and speed information obtained from the sensors was shared between two prototype devices via a broadcast via the LoRa module. Furthermore, an interface was designed to display both the device's own data and that of any intruder balloon located within a 500 m radius on the 7-inch screen. The design has been implemented by taking the balloon on which the device is located as the center and forming 5 rings corresponding to 100 m intervals along each radius, in a way that resembles the Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS) display in aircraft, i.e., having a 360-degree angle. If the intruder balloon is located at a distance between 100 and 200 m, both devices issue a traffic warning. When this distance drops to 100 m or below, both devices then issue a resolution advisory. As a recommendation, it is proposed that one of the balloons descend while the other climbs. Tests of the prototypes were first carried out on the ground and then in the balloon. In the ground tests, the accuracy of the location data provided by the device was initially examined. It was observed that the device determined the location with an acceptable error margin of 1.297 meters. In the second stage of the ground test, the accuracy of the altitude data provided by the device was investigated. The test revealed that the device determined the altitude with an error margin of 0.49 meters. In the last stage of the tests, it was tested whether the communication between the devices was working properly and whether their locations relative to each other were being updated in real-time. One of the designed devices was kept stationary during the test, while the other was moved along a predetermined route so that it remained within each ring of the interface. In the tests conducted at 6 different locations, the locations of the relevant locations on Google Earth and their distances relative to the location of the fixed device were determined and the position of the intruder balloon on the screen was compared. The position of the intruder balloon displayed on the screen was then compared. These comparisons confirmed that each balloon correctly displayed the intruder balloon's distance on its own screen. In the tests of the developed system carried out in commercial balloon flights in Ihlara Valley, the altitude, location, balloon take-off phase, speed information relative to the ground, traffic warning, CLIMB and DESCENT solution suggestions, radial information, the way the intruder balloon is displayed on the screen depending on the horizontal distance and the changes in its color were examined in detail. In this test, the accuracy of the radial information showing the relative positions of the devices to each other was demonstrated using Google Earth with the location information obtained from the devices for 5 different distance values. It was also observed that during the initial phase of the test, the LANDING PROGRESS warning, which indicates that the balloon is in the take-off phase until it climbs to a height of 50 ft above the ground, turns into a FLIGHT PROGRESS warning after 50 ft is exceeded. This system, developed for hot air balloons and open to further improvements, is expected to fill a significant gap in preventing accidents that may occur after balloon contact and to make a substantial contribution to the hot air balloon industry.
Benzer Tezler
- Sıcak hava balon turizminde hizmet kalitesi ölçümü: Kapadokya Bölgesi'nde bir araştırma
Service quality measurement in hot air balloon tourism: A research in Cappadocia Region
BUĞCAN GÜVENOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Turizmİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiTurizm İşletmeciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA AKBABA
- Kapadokya Bölgesi sıcak hava balonculuğu - Gökyüzüne Bak
Cappadocia Region hot air balloon - Look at The Sky
ESRA SALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Radyo-TelevizyonBeykent ÜniversitesiSinema Televizyon Ana Sanat Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ALTAN YÜCEL
- Hizmet kalitesi odaklı karar verme: Kapadokya'da faaliyet gösteren sıcak hava balon işletmeleri üzerine bir analitik hiyerarşi prosesi uygulaması
Decision making based on service quality: An analytic hierarchy process case study of hot air balloon firms in Cappadocia
ELİF SAÇLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
TurizmNevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİ ÖZGÜR DOĞAN
- Sıcak hava-mikrodalga kombinasyonu ile kurutulan balkabağı ve tatlı patatesin kuruma karakteristiklerinin belirlenmesi ve yanıt yüzey yöntemiyle optimizasyonu
Determination of drying characteristics of pumpkin and sweet potato dried with hot air-microwave combination and optimization by response surface methodology
SENEM TÜFEKÇİ
Doktora
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ GÖKHAN ÖZKAL
- Sıcak hava balonu izleme ve kontrol sistemi
Hot air balloon tracking and control system
FAZLI YÖKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Sivil HavacılıkSelçuk ÜniversitesiHavacılık Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜŞTÜ GÜNTÜRKÜN