El jestleri ile insansız hava araçları kontrolünün tasarımı ve incelenmesi
UAV control with hand gestures design and analysis
Yazar: MUSTAFA CEM AVCI
Danışman: DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK BOLAT
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışma günümüzde sıkça kullanılan uzaktan kumanda kontrollü Quadcopter teleoperasyon yönteminden farklı olarak, insan el jestleri ile bir İHA'yı kablosuz kontrol etmeyi amaçlar. Bu tez çalışması Quadcopter sistem modellemesinden başlayarak, eldiven sistemi tasarımına ve programlanmasına kadar çok geniş bir yelpazeyi içerisinde barındırır. Matematik model esaslı Quadcopter sistem ve kontrol tasarımı Matlab&Simulink ortamında hazırlanmıştır. Elde edilen matematik model esaslı sistem üzerine PID kontrol uygulanmıştır. Sisteme bazı özel sinyal grupları uygulanarak kontrolcünün istenilen şekilde çalıştığı doğrulanmıştır. Kontrol sisteminin doğrulanmasının ardından tasarlanan kontrolcü elektronik donanıma gömülmüştür. Bu çalışmada mikrokontrolcü olarak Arduino Uno kullanılmıştır. Eldiven sisteminde ise yeni baştan bir devre tasarlanmış ve bu devre Atmega328P çipi ile kontrol edilmiştir. Çalışmanın temel motivasyonu bir İHA pilotluğunda kullanılan bileşenlerin, kullanıcıya yapay ve işlevsiz gelmesinin önüne geçmektir. Bu sebeple kullanıcılara, günlük hayatta birçok farklı alanda kullandıkları el jestleri ile bir İHA pilotluğu önerisinde bulunarak, kullanıcının daha iyi sonuçlar alması ve kullanım kolaylığının sağlanmasıdır. Elde edilen sonuçlar el jestleri için tasarlanan bir eldiven sisteminin, kumanda (joystick) sistemi ile benzer çıktığı ve uygulamalara göre kullanımının sağlanabileceğini göstermektedir. Ek olarak el jestlerinin kullanımında tek el seçilmiştir. Böylelikle bir uzvunu kaybeden kişilerin de pilotluk eğitimine olanak sağlanmıştır..

Abstract:
This study aims to wirelessly control a UAV with human hand gestures, unlike the remote control-controlled Quadcopter teleoperation method, which is frequently used today. This thesis covers a wide range of topics from Quadcopter system modeling to glove system design and programming. The system design was prepared in Matlab&Simulink environment and then the control design was prepared on simulink. Then, after verification of the control system, the control system is embedded in the electronic hardware. Arduino Uno was used as a microcontroller in this study. In the glove system, a new circuit has been designed and this circuit is controlled with the Atmega328P chip. The main motivation of the study is to prevent the components used in a UAV pilot from being artificial and dysfunctional to the user. For this reason, by offering a UAV pilot skill with the hand gestures people use in many different areas in daily life, the user gets better results and provides ease of use. The results show that a glove system designed for hand gestures is similar to the joystick system and can be used according to the applications. In addition, a single hand was chosen in the use of hand gestures. Thus, piloting training was provided for people who lost a limb.