Hide/Show Apps

İnsansız sualtı araçları için yol planlama ve sualtı optik görüntülerin akustik görüntüleme desteği ile iyileştirilmesi

Download
2015
Leblebicioğlu, Mehmet Kemal
Akar, Gözde
Halıcı, Uğur
Kartal, Karadeniz Seda
Saç, Hakan
Shabanı, Raha
Bu proje, bir sualtı aracının doğrusal olmayan modelini, otopilot, güdüm, yer tespiti ve sistem tanımlama çalışmalarını içermektedir. Sonar ve optik kamera görüntülerinin birleştirilerek optik kamera görüntülerinin iyileştirilmesi konusunda da çalışmalar yapılmıştır. Aracın matematiksel modeli kesin olarak bilinmeyen hidrodinamik parametreleri içermektedir. Bu parametreleri belirlemek için havuz testleri yapılmıştır. İlk olarak 6 serbestlik derecesindeki doğrusal olmayan matematiksel model elde edilmiştir. Daha sonra otopilot tasarımı PID kontrolcülerle yapılmıştır. Böylece aracın x, y ve z eksenleri boyunca hareketi, yönelimleri ile bu eksenlerdeki hızları kontrol edilmiştir. Ara nokta güdüm algoritması xy ve xz düzlemlerinde ve 3 boyutda geliştirilmiştir. Ataletsel navigasyon sistemi, uydusal, akustik, görüntü-temelli navigasyon sistemleri modellenmiştir. Konum, yönelim ve hız bilgilerini desteklemek için yardımcı sensörler (manyetik pusula, derinlik sensörü ve pitot tüpü) kullanılmıştır. Ataletsel ve uydusal+USBL navigasyon sistemleri bütünleştirilmiştir. Alınan ölçüm bilgileri genişletilmiş Kalman süzgeçleri ile gürültüden arındırılmıştır. Sistem modeli, sistem durumları, ölçüm modeli ve bunlara ait gürültüler süzgeçleme algoritması için modellenmiştir. İlk olarak sadece ataletsel navigasyon sistemi analiz edilmiş, durum hataları kestirilmiştir. Daha sonra ataletsel navigasyon sistemine uydusal+USBL navigasyon sistemi eklenerek durum hataları kestirilmiştir. Daha sonra bu sisteme manyetik pusula ve derinlik sensörü eklenerek durum hataları düzeltilmiştir. Bu sonuçlar karşılaştırılmış ve her katkının etkisi incelenmiştir. Tüm bu çalışma MATLAB/Simulink ortamında yapılmıştır. Havuz testi yapılmadan önce, sistem tanımlama, Matlab/Optimization Toolbox kullanılarak benzetim ortamında test edilmiştir. İleri hareket, sapma ve yunuslama hareketine ait bilinmeyen parametreler elde edilmiştir. Daha sonra ataletsel navigasyon sistemine akustik (pinger+hidrofon) ve görüntülemeye-dayalı navigasyon sistemi ve yardımcı sensörler birleştirilerek konum, hız ve yönelim hataları analiz edilmiştir. En sonunda navigasyon bilgisi kullanılarak katma kütle ve sönümleme parametreleri birleşik hareket için elde edilmiştir. Diğer tarafta yapılan çalışmalarda, sonardan elde edilen bilgiler mümkün olduğunca optik kamera düzlemine aktarılmış ve optik kamera görüntülerinin netliği ve zıtlığı artırılmaya çalışılmıştır. Bu konudaki performansın ancak çok kontrollü bir ortamda çok sınırlı olacağı sonucuna ulaşılmıştır.