Airborne ground surveillance with multi-hop UAV networks

Kamu ve askeri gözetleme uygulamalarında insansız hava araçlarının (İHA) ortak kullanımı son yıllarda büyük ilgi görmektedir. Çoğu İHA, kapsamı alanı ve iletişim menzili sınırlı olan sensörlerle donatılmıştır. Bu tür sınırlamalar, mobil hedeflerin izlenmesini zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada, gözetleme görevlerini yerine getirirken güvenilir bir ağ kurmaya çalışan İHA'lar incelenmektedir. Alan kapsama problemi ve işbirlikli çoklu hedef takibi incelenmiş ve optimizasyon problemi olarak doğrusal tamsayılı programlama modelleri sunulmuştur. Alan kapsama problemi için, belirli bir alan içerisinde İHA'ların en uygun yerleşimi, değişen kapsama aralığında karşılaştırılıp sonuçlar tartışılmıştır. İHA'lar tarafından elde edilen haritanın kapsamı ve mümkün olan maksimum kapsama alanı, farklı kapsama ve iletişim kısıtlamaları altında karşılaştırılır. İşbirlikçi çoklu hedef takibi için, İHA'ların hareketliliklerinin rastgele yol noktası hareketlilik modeli ile modellendiği mobil hedefleri izlemek için optimum yerleşimi incelenmiştir. Tüm İHA'lar arasında güvenilir bir bağlı ağ elde etmek için filo içinde yörüngesi planlanan bir röle İHA varsayımı ile çoklu hedef izleme problemi daha da genişletilmiştir. Tek ve çok sekmeli iletişimler için optimizasyon problemleri oluşturulmuştur. Çok sekmeli iletişimler için üç ayrı algoritma önerilmiştir ve performansları değerlendirilmiştir. Zaman ufkunun optimizasyon problemine etkisi de incelenmiştir. Performans değerlendirilmesi sonuncunda önerilen algoritmalar tarafından İHA rölesi için planlanan yörüngelerin, İHA'ların ideal bir röle ile bağlanabileceği maksimum olası sürenin 90%'ından daha fazla bağlı kalan ağ topolojileri ürettiğini göstermektedir.