HESAPSAL ZEKA YÖNTEMLERİ İLE İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI İÇİN 3B ORTAMDA ROTA PLANLAMASI

Abstract

Teknolojideki gelişim her alanda olduğu gibi insansız hava araçları alanında da gelişim ve değimi sağlamıştır. Donanım ve yazılım alanında yaşanan hızlı gelişmeler insansız hava araçlarının gündelik yaşamda yer almasını ve askeri alanda önemli bir aktör olmasını sağlamıştır. Günümüzde insansız araçlar denildiğinde akla ilk gelen konulardan biri otonom ve otonom seviyesi olmaktadır. Bu tez çalışmasında insansız hava araçları için iki boyutlu ve üç boyutlu ortamlarda otonom sürüşü gerçekleyebilmek için rota planlaması ve hedefe proaktif davranış sergileyerek ulaşma konusu ele alınıştır. Problemin çözümünde hedefe ulaşacak optimum rotayı ve bu bilgiyi oluştururken kaynak ve zaman verimliliğini üst seviyede tutmak amacıyla meta-sezgisel algoritma yaklaşımları kullanılmıştır. Saha yapısı önceden bilinen iki boyutlu ortamda Parçacık Sürü Optimizasyonu, Diferansiyel Gelişim Algoritması ve Genetik Algoritma kullanılmıştır. Ek olarak saha yapısı önceden bilinmeyen ortamda Parçacık Sürü Optimizasyonu, Gri Kurt Optimizasyonu ve hibirt algoritma olarak önerilen Parçacık Sürü Optimizasyonu ve Gri Kurt Optimizasyonu algoritmaları kullanılmıştır. Önerilen hibrit algoritmanın başarılı olduğu görülmüştür. Üç boyutlu ortam için simülasyon uygulaması olarak Gazebo kullanılmıştır. Gazebo ortamında insansız hava aracının dış ortamı algılayabilmesi için lidar sensör kullanılmıştır. Saha yapısı bilinmeyen üç boyutlu ortamda geliştirilmiş olan hibrit algoritma yaklaşımı kullanılmıştır. İnsansız hava aracı otonom olarak hedefe ulaşmıştır. Oluşturulan rota, başlangıç ve hedef arasında ki kuş bakışı mesafe ile karşılaştırılarak performans değerlendirmesi yapılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

The development in technology has provided development and change in the field of unmanned aerial vehicles, as in every field. Rapid developments in hardware and software have enabled unmanned aerial vehicles to take place in daily life and become an important actor in the military field. Today, when it comes to unmanned vehicles, one of the first issues that comes to mind is autonomous and autonomous level. In this thesis, route planning for unmanned aerial vehicles in order to realize autonomous driving in two-dimensional and three-dimensional environments and reaching the target by exhibiting proactive behavior are discussed. In the solution of the problem, meta-heuristic algorithm approaches are used in order to keep the resource and time efficiency at the highest level while creating the optimum route to reach the target and this information. Particle Swarm Optimization, Differential Evolution Algorithm and Genetic Algorithm were used in a two-dimensional environment whose field structure was known beforehand. In addition, Particle Swarm Optimization, Gray Wolf Optimization and Particle Swarm Optimization and Gray Wolf Optimization algorithms proposed as hybrid algorithms were used in the environment whose field structure was not known before. The proposed hybrid algorithm was found to be successful. Gazebo was used as a simulation application for the three-dimensional environment. In the gazebo environment, a lidar sensor is used for the unmanned aerial vehicle to detect the external environment. The hybrid algorithm approach, which was developed in a three-dimensional environment whose field structure is unknown, was used. The unmanned aerial vehicle reached the target autonomously. The created route was compared with the bird's eye distance between the start and the target, performance evaluation was made and successful results were obtained. In the first few sentences, the importance of the subject and the aim of the thesis should be defined and brief information about the method and findings should be presented. Finally, the information produced should be expressed briefly.