Arama kurtarma faaliyetlerinde sürü İHA'ların optimum uçuş uygulaması
Optimum flight application of flock UAVs in search and rescue activities
Yazar: NİSANUR KİRAZ PEKİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAİT ALİ UYMAZ
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Arama kurtarma = Search and rescue ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization ; Sezgisel yaklaşım = Intuitive approach ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Her geçen gün gelişen teknoloji ile afet sonrası arama kurtarma faaliyetleri gibi zorlu görevlerde İnsansız Hava Aracı (İHA) teknolojisi kullanılmaya ve geliştirilmeye başlanmıştır. Gelişmeler devam ederken tek bir İHA yerine çoklu İHA'lardan oluşan bir çeşit sürü ile daha büyük alanlar daha kısa sürelerde izlenebilir hale gelmiştir. Tüm bu gelişmeler ile İHA sürülerinden daha akıllı rotalar oluşturularak otonom olarak çalışmaları planlanmıştır. Bu sayede afet gibi zorlu görevlerde sonuçlara daha hızlı ulaşılmaktadır.
Bu çalışmada, önceden oluşturulmuş bir yangın afeti senaryosu üzerinde çalışılmıştır. Senaryo gereği İHA'ların uçuşa başladığı koordinat, yangın merkezi koordinatı ve arama uzayı olacak sınır koordinatları belirlenmiştir. Senaryo ortamının gerçekleştirilmesi için sensörler tarafından alınması planlanan veriler sanal olarak oluşturulmuştur. Başlangıç noktasından uçuşlarına başlayan İHA'lar yangın bölgesine sanal sensörlerden alınan veriler ile yaklaşmaya çalışarak minimum sürede maksimum yaklaşma ile problemi optimize etmişlerdir. Tüm bölgenin İHA'lar ile ızgara olarak taranması ile Parçacık Sürü Optimizasyon (PSO) ve Yapay Alg algoritması (AAA) sezgisel algoritmaları kullanılarak oluşturulan rotalar ile gezilmesi kıyaslanarak sezgisel algoritmaların kullanılmasının önemi gerçek bir problem özelinde incelenmiştir. AAA ve PSO algoritmaları da belirlenen senaryo üzerinde birbirleri arasında kıyaslanarak sonuçları incelenmiştir. Yapılan projenin gerçek ortama uyumlu olması için Mission Planner isimli yer kontrol istasyonu yazılımının simülasyon ortamı kullanılmıştır.

Abstract:
With the technology developing day by day, Unmanned Aerial Vehicle (UAV) technology has started to be used and developed in challenging tasks such as post-disaster search and rescue activities. As developments continue, larger areas can be tracked in shorter times with a kind of swarm of multiple UAVs instead of a single UAV. With all these developments, it is planned to work autonomously by creating smarter routes than UAV swarms. In this way, results are achieved faster in difficult tasks such as disasters.
In this study, a preformed fire disaster scenario was studied. According to the scenario, the coordinates where the UAVs start their flight, the fire center coordinate and the border coordinates that will be the search space have been determined. In order to realize the scenario environment, the data planned to be received by the sensors was created virtually. UAVs, which started their flights from the starting point, tried to approach the fire area with the data received from the virtual sensors and optimized the problem with the maximum approach in the minimum time. The importance of using heuristic algorithms is investigated in a real problem by comparing the scanning of the entire region as a grid with UAVs and the routes created using Particle Swarm Optimization (PSO) and Artificial Algae algorithm (AAA) heuristic algorithms. AAA and PSO algorithms were also compared with each other on the determined scenario and the results were examined. In order for the project to be compatible with the real environment, the simulation environment of the ground control station software called Mission Planner was used.