Sürü insansız hava araçlarının görsel yardımlı formasyon kontrolü

Bu tezde, MATLAB ve ROS/Gazebo simülasyonunda yerleşik bir monoküler kamera ve kübik işaretleyici kullanan quadcopter sürülerinin formasyon şeklinin korunması kontrolü incelenmiştir. Önerilen kontrolör, ajanlar arasında herhangi bir iletişim gerektirmeyen dağıtılmış bir kontrolördür. Kontrolör, oluşum şeklini ve ajanlar arasında istenen mesafeyi korumak için tasarlanmıştır. Kontrolör MATLAB ve ROS/Gazebo simülasyon ortamlarında test edilmiştir. Sonuçlar, kontrolörün oluşum şeklini ve ajanlar arasında istenen mesafeyi koruyabildiğini göstermektedir. Bu çalışmada, sürü sistemimizi oluşturmak için düşük seviyeli ve yüksek seviyeli olmak üzere iki farklı kontrol yapısı kullanılmıştır. Düşük seviyeli kontrol araç dinamiklerini kontrol etmek için kullanılırken, yüksek seviyeli kontrol sürü davranışını üretmek için kullanılmaktadır. Yüksek seviyeli kontrolör, herhangi bir iletişim metodolojisine veya merkezi hesaplama platformuna ihtiyaç duymayan tamamen dağıtık bir kontrolör olarak tasarlanmıştır. Üst düzey kontrolör, tek tamsayılı dinamik sistemlere dayalı olarak tasarlanır ve çıkışları, üst düzey kontrolör tasarımına bağlı olarak istenen konum veya hız olarak beslenir. Düşük seviyeli kontrolör tasarımında, simülasyon ortamına bağlı olarak tercih edilen iki farklı tasarım metodolojisi vardır. Bunlardan ilki MATLAB'da testler için geri besleme doğrusallaştırmasıdır. İkincisi ise Gazebo'daki testler için döngü içinde PX4 yazılımıdır. Sürü sistemimizden elde edilen sonuçlar, kontrol yöntemimizin simülasyon ortamlarında oluşum şeklini ve quadcopterler arasında istenen mesafeyi koruyabildiğini göstermektedir. Bu sonuçlar, iletişim ve navigasyon sorunları olan alanlardaki gerçek dünya uygulamaları için umut vericidir. Yöntem değerlendirildiğinde, uygun quadcopterler için birincil kontrol metodolojisi olarak kullanılabileceği gibi, birincil sisteme yardımcı bir sistem olarak da kullanılabileceği söylenebilir. Ayrıca, sürü sisteminin herhangi bir sorunla karşılaşması durumunda, yöntemimiz sistem kontrolünü devralabilir ve görevi güvenli bir şekilde yerine getirmeye devam edebilir.