İnsansız hava aracı sistemleri uçuş verilerinde zamansal ve konumsal çizge ağları ile anomali tespiti

Bu araştırmanın amacı, insansız hava araçları (İHA) uçuş verilerini zamansal ve konumsal olarak analiz ederek anomalileri tespit etmek ve İHA'ların güvenliğini ve güvenirliliğini artırmak için bir yöntem geliştirmektir. Araştırmada, öncelikle bir İHA platformu oluşturulmuştur. Bu platformda, açık kaynak kodlu ve programlanabilir bir oto pilot donanımı olan PIXHAWK3 kullanılmıştır. İHA'nın uçuş parametreleri, sensör verileri, navigasyon bilgileri, görev planlaması ve acil durum yönetimi gibi fonksiyonlar bu donanım aracılığıyla ayarlanmıştır. Daha sonra, İHA 10 farklı senaryoda uçurulmuş ve her uçuş sırasında roll, pitch ve yaw parametrelerine ilişkin veriler kaydedilmiştir. Bu veriler, uçuş sonrasında analiz için bilgisayara aktarılmıştır. Uçuş verilerinin analizi için Python programlama dili kullanılmıştır. Veri manipülasyonu ve analizi için Pandas kütüphanesi, veri normalizasyonu için Scikit-learn kütüphanesi ve anomali tespiti için Isolation Forest algoritması kullanılmıştır. Ayrıca, uçuş verilerinin coğrafi analizi için bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemde, 'networkx' kütüphanesi kullanılarak uçuş verilerinden bir ağırlıklı çizge oluşturulmuş ve bu çizge 2D grafik olarak görselleştirilmiştir. Araştırma sonucunda, farklı zaman ve farklı yükseklik aralıklarında toplam 105 noktada anomali gözlenmiştir. Anomalilerin en fazla görüldüğü uçuş senaryosunun ilk uçuş senaryosuna ait olduğu ve bu uçuş sürecinde 23 noktada anomali tespit edildiği görülmüştür. Anomalilerin en az görüldüğü uçuş senaryolarının ise 2, 4 ve 5. senaryolara ait olduğu ve bu uçuşların her birinde 7 noktada anomali tespit edilmiştir. Araştırmada ayrıca en fazla 1130-1160 m aralığındaki irtifa değerlerinde anomalilerin daha fazla gözlendiği sonucuna ulaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar, zamansal ve konumsal çizge ağı yönteminin İHA uçuşlarındaki anomalileri başarılı bir şekilde tespit edebildiğini göstermiştir. Bu yöntem, uçuş güvenliği ve performansı için önemli bir araç olarak kullanılabilecektir.