Uçuş Kısıtlı Bölgelerde İnsansız Hava Araçları İçin Rota Optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sabina AGHAZADA

Danışman: BÜNYAMİN CİYLAN

Özet:

İnsansız hava araçlarının (İHA), özellikle de dronların gerek askeri gerekse sivil alanlarda her geçen gün daha da yaygın olarak kullanıldığı görülmektedir. İHA’ların görev planlaması söz konusu olduğunda ilk anlaşılan hareket-rota planlamasıdır. Bu çalışmada uçuş kısıtlı bölgelerde İHA’ların başlangıç noktasından bitiş noktasına uçuşu için en uygun rotanın belirlenmesi konusu araştırılmıştır. Uçuş kısıtlı bölgeler dikdörtgen veya daire ile değiştirilmiş ve problem, matematiksel olarak verilmiş doğru parçaları ile dikdörtgenin veya dairenin kesişimi ile tanımlanmıştır. Problemin çözümü için mevcut yaklaşımlardan farklı olarak dışbükey dörtgenin özelliklerine göre bir matematiksel model geliştirilmiş ve bu modeli kullanılarak optimuma yakın mesafeyi hesaplayabilen bir yazılım geliştirilmiştir. Bunun için Karınca Kolonisi Algoritması uygulanmıştır. Klasik Karınca Kolonisi Algoritmasından farklı olarak her bir karıncanın hücreye girişinin serbest veya yasak olduğunu belirten özel bir “tabulist” matrisi dahil edilmiştir. “Tabulist” matrisinin dahil edilmesi karıncanın bir sonraki hücreyi seçme olasılığı da dikkate alındığı için engellere girip girmediğini kontrol etmeye gerek kalmaz. İterasyon sonunun sağlanması için karıncaların olduğu hücre ile başlangıç ve son noktayı birleştiren kırık çizgiye kadar olan en kısa mesafenin tersi – “karıncanın hedefe ulaşma” parametresi dahil edilmiştir. Her iki algoritma için yazılım geliştirilmiş ve hesaplama deneyleri yapılmıştır. Yapılan hesaplama deneylerine göre birinci algoritma ile ikinci algoritma arasındaki fark 4 birim olmuştur. Bu fark engellerin geometrisine, boyutuna, hizasına ve sayısına bağlı olarak artabilir veya azalabilir