Düşük Maliyetli GPS Tabanlı Otonom Bir İnsansız Kara Aracının Tasarımı ve Yapılması

Son yıllarda insansız araçlar araştırmacılar için oldukça popüler hale gelmiştir ve hala bu araçlar araştırmacılar ve mühendisler tarafından geliştirilmektedir. İnsansız araçlar yapması gereken görevi yardım almadan gerçekleştirebilecek bütün kabiliyetlere sahip olmalıdır. Bu çalışmada bir insansız kara aracının (İKA) bulunduğu herhangi bir konumdan, belirtilen varış noktalarına (waypoints) gitmesi çalışılmıştır. Bu amaç için tasarlanan insansız kara aracında düşük maliyetli GPS modülü ve elektronik pusula sensörü kullanılarak İKA’ nın konumu belirlenmiştir. Denetim/karar verici olarak da bir mikrodenetleyiciden faydalanılmıştır. İKA' nın çalışma prensibi şu şekildedir. Başlangıçta varış noktaları veya coğrafi koordinatlar mikrodenetleyicinin belleğine yüklenmektedir. İkinci olarak mikrodenetleyici, GPS yardımı ile İKA' nın anlık konumu ve varış noktası arasında oluşan açı farkını her 200 milisaniyede bir hesaplamaktadır. Daha sonra İKA' nın varış noktasına göre konumu belirlenmektedir. Son olarak da mikrodenetleyici, aldığı bu bilgileri elektronik pusuladan okuduğu baş açısı (heading) ile karşılaştırır ve İKA'nın yönlendirmesini sağlayan servo motorunun yapacağı doğru açıyı icra etmektedir. Ayrıca uygulanan Kalman filtresi ve güdüm algoritmasından da bahsedilmiştir. Bütünleştirilen sistemin uygulanabilirliği ve fizibilitesi test edilmiş ve sonuçlar çalışmanın sonunda verilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Varış Noktası, İKA, , Navigasyon

PDF

___

Referans1Jensen Marius T., “Waypoint-Following Guidance Based on Feasibility Algorithms”. (Institutt for teknisk kybernetikk). Master’s thesis, NTNU, Norway.
Referans2Wikipedia. 2014. http://www.nrec.ri.cmu.edu/projects/safeguarding/application/, 15.09.2014
Referans3Wikipedia. 2014. http://en.wikipedia.org/wiki/GNC_(store) , 15.09.2014
Referans4Fossen T.I 2011. Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control.John Wiley & Sons Ltd.
Referans5Wikipedia. 2014. http://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_measurement_unit
Referans6Gupte, S.; Mohandas, P.IT.; Conrad, J.M. (2012). A survey of quadrotor Unmanned Aerial Vehicles. Southeastcon, 2012 Proceedings of IEEE , vol., no., pp.1,6.
Referans7K. Kerimoğlu. (2011). Sabit kanatlı bir insansız hava aracı için düşük bütçeli otopilot sistemi tasarımı. Master thesis, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
Referans8Bruch H, Gilbreath G. A. (2002). Muelhauser J. W. and lum J. Q., Accurate waypoint navigation using non-differential GPS, Technical Report ADA422034. Space and naval warfare systems center, San Deigo, California.
Referans9Bok -Joong Yoon, Myung-Wook Park and Jung-Ha Kim, (2006). UGV (Unmanned Ground Vehicle) Navigation using GPS and Compass, in Proceedings of SICE-ICASE, pp. 3621- 3625.
Referans10Bok-Joong Yoon, Jung-Hun Na, Jung-Ha Kim, (2007). Navigation method using multi-sensor for UGV (Unmanned Ground Vehicle), Control, Automation and Systems. ICCAS '07. International Conference on , vol., no., pp.853,856.
Referans11Puls T. (2009). GPS-based Position Control and Way-point Navigation System for Quadrocopters, In proceeding of: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. St. Louis, MO, USA.
Referans12Sethu S., Iyer S., Sandeep N.R., G.S.P. (2013). A facile approach to GPS navigation in unmanned ground vehicles, Advances in Technology and Engineering (ICATE), 2013 International Conference on , vol., no., pp.1,6.
Referans13Çayıroğlu İ. 2014. Kalman Filter and a Navigation Application. http://www.ibrahimcayiroglu.com/Dokumanlar/Makale_BilgiPaylasim/2012-2-Kalman_Filtresi_Ve_Bir_Navigasyon_Uygulamasi.pdf.) , 15.09.2014
Referans14Mau S. 2005. What is the Kalman Filter and How can it be used for Data Fusion?
Referans15Breivik M. (2003). Nonlinear Maneuvering Control of Underactuated Ships. Norwegian University Department of Cybernetic, Master’s thesis, NTNU, Norway.
Referans16G. Bishop and G. Welch. (2001). An introduction to the Kalman filter, in SIGGRAPH Course Notes, Los Angeles, CA, pp. 1–81.
Referans17Shumaker J. (2009), Interrupt Driven RS-232, Pulse Width Modulation, and Control Processing on a Single 8-bit PIC Chip, U.S. Army Research Laboratory ARL.