Coordinated and autonomous movement of unmanned ground and aerial vehicles at indoor and outdoor environments
İnsansız bir kara aracının ve insansız bir hava aracının açık ve kapalı ortamlarda koordineli ve otonom haraketi
- Tez No: 977433
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ORKUN ÖĞÜCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, insansız otonom araçlar kullanarak, bilinmeyen ortamlara ilişkin haritaların elde edilmesi amaçlanmıştır. İlgili literatürde olduğu gibi tam sensör kapsamasını hedefleyen uygulamaların aksine, bu çalışmada tam topolojik kapsama üzerine yoğunlaşılmıştır. Bu amaçla, Genelleştirilmiş Voronoi Diyagramlarına (GVD) dayanan iki farklı yaklaşım kullanılmıştır. Birinci yaklaşımda, otonom yer aracının, üzerine sabitlenen bir mesafe ölçer yardımıyla, en yakındaki iki objeye eşit mesafede kalmak suretiyle engeller arasında hareket etmesi sağlanmıştır. İkinci yaklaşımda ise, koordineli bir şekilde hareket eden otonom yer aracı ve hava aracı birlikte kullanılmıştır. Bu senaryoda, yer aracı üzerinde bulunan mesafe ölçer çıkarılmış, bunun yerine hava aracı üzerine bir kamera eklenmiştir. Çeşitli görüntü işleme teknikleri ile GVD elde edilmiş ve yer aracı için gerekli olan referans değerler hesaplanmıştır. Her iki senoryoda da, kontrolcü ve görüntü işleme araçlarının MATLAB/Simulink tarafında koşturulduğu, araç dinamiklerinin ve sensör modellerinin ise Gazebo tarafında koşturulduğu bir benzetim ortamı kullanılmıştır. Sonuçlar, çeşitli karmaşıklık düzeylerine sahip 4 farklı ortamda elde edilmiştir. Mesafe sensörü kullanılan birinci senaryoda, topolojik özelliklerin konumlarının 3-6 kat daha yüksek hassasiyet ile tespit edildiği görülmüştür. Kameranın kullanıldığı ikinci senaryoda ise keşif süresinin 2-3 kat daha kısa olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, we present autonomous exploration in unmapped environments and aim to achieve complete topological coverage without relying on prior maps. Many existing approaches assume pre-built environmental models or target sensor coverage rather than topology, so they fall short of this goal. We propose two Generalized Voronoi Diagram (GVD)–based strategies that achieve coverage by systematically visiting Voronoi vertices and traversing edges. The first uses a range-sensing ground robot and maintains equidistance from nearby obstacles to navigate precisely. The second forms a cooperative UAV–UGV team: a camera-equipped aerial vehicle guides the ground platform and enables predictive decisions. We implement both strategies in a unified co-simulation pipeline that integrates MATLAB/Simulink with Gazebo and includes realistic vehicle dynamics and sensor models. We evaluated the methods in four environments with topological complexity increases from 8 to 39 Voronoi vertices. The results revealed a clear trade-off between spatial accuracy and operational efficiency. The range-sensor method spatial achieved 3-6 times higher precision through geometric vertex computation. By contrast, the aerial-camera method completed missions two to three times faster and improved path efficiency by 17–21% through predictive navigation.
Benzer Tezler
- Otonom araçlar için 2B lazer tarayıcı kullanılarak yeni 3B LIDAR sistemi elde edilmesi ve engel tespiti
Obtaining a new type 3D LIDAR system using 2D laser scanner for autonomous vehicles and obstacle detection
AHMET KAĞIZMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Dört rotorlu döner kanat tip iha ile otonom yangın algılayıcı - söndürücü tasarımı
Design of a four-rotor rotary-wing uav with autonomous fire detection and suppression capability
ENES DÜZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KAYABAŞI
- Dikey iniş kalkış yapabilen insansız hava aracının hareketli platformlara otonom inişi
Autonomous landing of a vtol UAV on a moving platform
GÖKHAN GÜLMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖKKEŞ TOLGA ALTINÖZ
- Otonom mobil robotlarda doğruluk ve hız odaklı lokalizasyon algoritmalarının geliştirilmesi, uygulaması ve karşılaştırmalı analizi
Development, implementation, and comparative analysis of accuracy and speed-oriented localization algorithms in autonomous mobile robots
OZAN VAHİT ALTINPINAR
Doktora
Türkçe
2025
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN SEZER
- Çok yönlü işbirlikçi mobil robotlar için eş zamanlı hareket planlama algoritmasının geliştirilmesi ve uygulaması
Development and implementation of simultaneous motion planning algorithm for omnidirectional collaborative mobile robots
MELTEM EYÜBOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ATALI