UWB based drone localization for autonomous landing systems

Doğru konumlandırma, özellikle iniş gibi kritik manevralarda, otonom insansız hava araçları (İHA) operasyonlarının güvenliği ve başarısı için kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, Ultra Geniş Bant (UWB) teknolojisi ile sensör füzyonunu birleştiren dayanıklı ve yüksek doğruluklu bir konumlandırma sistemi geliştirilmiştir. Önerilen sistem, 0.6 m × 0.7 m boyutlarındaki kompakt bir platform üzerine yerleştirilmiş UWB referans noktaları ve yönelim sensörleriyle donatılmış özel bir UWB etiketi kullanarak hassas konumlandırma sağlamaktadır. Gerçek zamanlı sensör kalibrasyonu, sinyal filtreleme ve veri füzyonu işlemleri Raspberry Pi 5 mikro bilgisayar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Yönelim tahmini, kalibre edilmiş ivmeölçer, jiroskop ve manyetometre verilerinin birleştirildiği VQF algoritması ile yapılmıştır. Ölçüm doğruluğunu artırmak amacıyla eğitilen çok katmanlı algılayıcı (MLP) modeli sayesinde, UWB mesafe ölçümündeki hata oranı 9.26 cm RMSE'den 4.35 cm'ye düşürülmüştür. Genişletilmiş Kalman Filtresi (EKF) ile düzeltilmiş UWB ölçümleri, dinamik ivme ve yönelim bilgileriyle entegre edilerek, dirençli ve yüksek hassasiyetli bir konumlandırma elde edilmiştir. Yapılan deneysel değerlendirmeler, sistemin statik koşullarda ortalama 4.28 cm'lik RMSE ile yüksek doğrulukta çalıştığını göstermektedir. Dinamik testler ise farklı yörüngelerde güvenilir izleme yeteneğini doğrulayarak, sistemin otonom İHA iniş görevleri için uygunluğunu ortaya koymuştur. Bu araştırma, sensör kalibrasyonu, veri entegrasyonu ve gelişmiş konumlandırma algoritmaları alanındaki gelecekteki çalışmalar için sağlam bir temel sunmaktadır.