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

Download

TVRRMU56UTA.pdf

Date

2015

Author

Kartal, Karadeniz Seda
Leblebicioğlu, Mehmet Kemal
Saç, Hakan
Akar, Gözde
Shabanı, Raha
Halıcı, Uğur

Metadata

Show full item record

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Item Usage Stats

402
views

2724
downloads

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.

URI

https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRRMU56UTA
https://hdl.handle.net/11511/49510

Collections

Department of Electrical and Electronics Engineering, Project and Design

Suggestions

OpenMETU
Core

Development of an autopilot for automatic landing of an unmanned aerial vehicle Arıbal, Seçkin; Leblebicioğlu, Mehmet Kemal; Department of Electrical and Electronics Engineering (2011) This thesis presents the design of an autopilot and guidance system for an unmanned aerial vehicle. Classical (PID) and modern control (LQT, Sliding Mode) methods for autonomous navigation and landing in adverse weather conditions are implemented. Two different guidance systems are designed in order to navigate through waypoints during normal and/or emergency flight. The nonlinear Pioneer UAV model is used in controller development and simulations. Aircraft is linearized at different trim points and total a...
Navigation and system identification of an unmanned underwater survey vehicle Kartal, Seda Karadeniz; Leblebicioğlu, Mehmet Kemal; Department of Electrical and Electronics Engineering (2017) This study includes the mathematical model of an unmanned underwater vehicle, autopilot and the guidance design, the navigation solution and system identification of the unmanned underwater survey vehicle SAGA (Su Altı Gözlem Aracı). First, the 6 degrees-of-freedom (DOF) nonlinear mathematical model of an unmanned underwater vehicle is obtained by a Newton-Euler formulation. Then, the autopilot is designed by utilizing the proportional–integral–derivative (PID) control approach. The navigation problem is so...
Navigation algorithms and autopilot application for an unmanned airvehicle Kahraman, Eren; Alemdaroğlu, Hüseyin Nafiz; Nalbantoğlu, Volkan; Department of Aerospace Engineering (2010) This study describes the design and implementation of the altitude and heading autopilot algorithms for a fixed wing unmanned air vehicle and navigation algorithm for attitude and heading reference outputs. Algorithm development is based on the nonlinear mathematical model of Middle East Technical University Tactical Unmanned Air Vehicle (METU TUAV), which is linearized at a selected trim condition. A comparison of nonlinear and linear mathematical models is also done. Based on the linear mathematical model...
Landing autopilot design for an unmanned aerial vehicle / Ak, Ayşe İlden; Leblebicioğlu, Mehmet Kemal; Department of Electrical and Electronics Engineering (2014) In this thesis, studies for the development of a landing autopilot for the UAV (Unmanned Aerial Vehicle), Pioneer RQ2 are presented. Firstly, 6 DOF (degree of freedom) nonlinear model of Pioneer is implemented in Matlab-Simulink based on FDC (Flight Dynamics and Control) Toolbox. Then, in accordance with steady-state wings level flight condition, trim points are found for different airspeed values, constant height and zero flight path angle. The nonlinear model of Pioneer is linearized at these trim points ...
Route planning for unmanned air vehicles Tulum, Kamil; İder, S. Kemal; Department of Mechanical Engineering (2009) In this thesis, automatic routing technologies for unmanned air vehicles are investigated. A route planner that minimizes the fuel consumption and maximizes the survivability is developed. While planning the route, using more than one objective entails the auto-routing problem to multi-objective optimization considerations. In this work, these considerations are handled with search algorithms. In order to assess the route options, a fuel consumption model and a survivability model are utilized for the route...

Citation Formats

K. S. Kartal, M. K. Leblebicioğlu, H. Saç, G. Akar, R. Shabanı, and U. Halıcı, “İnsansız sualtı araçları için yol planlama ve sualtı optik görüntülerin akustik görüntüleme desteği ile iyileştirilmesi,” 2015. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRRMU56UTA.