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

Year 2018, Volume: 6 Issue: 4, 834 - 850, 30.12.2018

Halit Hülako , Sadettin Kapucu

https://doi.org/10.29109/gujsc.421665

Cited By: 2

Abstract

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.

Keywords

Varış Noktası, İKA, , Navigasyon

References

• 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.