IMAGE PROCESSING BASED NAVIGATION IN AVIATION
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HASAN GENCO
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ufuk Sakarya
Eş Danışman: Vasfi Emre Ömürlü
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Otonom insansız hava araçları (İHA'lar) için seyrüsefer güvenliğinin önemi son zamanlarda büyük ölçüde artmaktadır. Navigasyon alanındaki bu ihtiyacın artması, her zaman bilgi teknolojilerindeki hızlı gelişme ve müşterinin artan talebinin karşılanması ile ilişkilendirilmiştir. Bu tezde, navigasyon sisteminde ölçüm sinyallerinden birinin kaybına veya hatalı ölçümlere sahip olmasına rağmen kesin konumlandırma bilgisi elde etmek için sağlam bir görüntü tabanlı çok sensörlü füzyon navigasyon metodu sunulmaktadır. Önerilen yaklaşım, insansiz hava araçların navigasyon sistemi için ivmeölçer sensörleri, Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) tabanlı sensörler ve görüntü işleme tabanlı sensör sistemlerini kullanmayı içermektedir. Önerilen yöntemde ölçek ve döndürme değişmez ilgi noktası seçimine dayalı görüntü işleme yaklaşımlarının dört kombinasyonu kullanılmıştır. Seçilen ilgi noktaları ve yer gerçeği yer kontrol noktası konumları hep birlikte analiz edilip; ondan sonra, görüntü işleme kullanarak konum tahmini elde edilmektedir. Görüntü işleme tabanlı konum değerleri, ivmeölçer sensörü ve GNSS tabanlı sensör değerleri ile birleştirilmiştir. Önerilen yöntemin füzyon adımında iki adet Kalman Filtresi tabanlı çok sensörlü füzyon yaklaşımı kullanılmıştır. Deneyler, Unity Engine tabanlı oluşturulmuş bir 3 boyutlu ortam kullanılarak kanıtlanmıştır. İnsansiz hava aracın uçuşlarını simüle etmek ve simülasyon verilerini kaydetmek için farklı yer işaretleri oluşturulmuştur. Yer işaretleri çeşitli görünümlere ve konumlara sahiptir. Deneylerin sonuçları, önerilen yöntemin (görüntü işleme tabanlı konum tahmininin ivmeölçer sensörü ve GNSS tabanlı sensör değerleri ile birleştirilmesi) karşılaştırılan yöntem (ivmeölçer sensörünün GNSS tabanlı sensör değerleri ile birleştirilmesi) ile karşılaştırılmasını içermektedir. Sonuçlar, bazı büyük uçuş manevraları ve hatalı ölçüm sinyallerinin varlığına rağmen insansiz hava aracın konumlandırma tahmin algoritmasında yüksek doğruluk ve füzyon algoritmasının güvenilirliğini göstermektedir. Elde edilen sonuçlar insansiz hava araçlarında navigasyon uygulamalarına uygun, yüksek performanslı, umut verici bir yöntem ortaya çıkarmaktadır.