Mobil araçlar için GPS bilgisi olmaksızın öz navigasyon sistemi gelistirilmesi
Development of self navigation system without GPS info for mobile vehicles
Yazar: OĞUZHAN AKYILDIZ
Danışman: PROF. DR. ÖMER FARUK BAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
İnsanların ve ulaşım araçlarının sayısının artmasıyla akıllı ulaşım sistemleri ve buna bağlı olarak konum belirleme uygulamaları önem kazanmıştır. Konum belirleme için kullanılabilecek kaynakların, özellikle GPS sinyallerinin yeterli olmadığı veya tam olarak ulaşmadığı geniş arazilerde, tünellerde veya yüksek binalarla çevrili alanlarda alternatif yönlendirici takip sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bununla birlikte, savaş veya siyasi kriz zamanlarında uyduların köreltilmesi durumunda da hem karada hem de denizde askeri araçların konumlarını kestirebilmeleri için de alternatif bir seyrüsefer sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır.Bu tez çalışmasında, mobil araçlar için şehir içinde veya şehir dışında kullanılabilecek düşük maliyetli, GPS bilgisi olmadan ve herhangi bir doğrulama sinyali kullanmadan aracın bilinen son konum bilgisi ile birlikte aracın hız, yükseklik ve pusula gibi ataletsel bilgilerini kullanarak konum tahmini yapan bir sistem tasarlanıp, sistemin mobil uygulaması geliştirilmiştir. Araçların elektronik devresinden alınan hız bilgisi, araca yerleştirilen mobil telefondan alınan dönü ölçer ve ivme ölçer bilgisi, geliştirilen sistemde girdi verileri olarak belirlenmiştir. Mobil uygulama üzerinde sensörlerden toplanan veriler, bilinen veya hesaplanan bir önceki konum bilgisi ile birlikte Haversine hesaplaması kullanılarak bir sonraki konum hesaplamasında yinelemeli olarak kullanılmıştır. Hesaplama ve ölçümlerde oluşan salınımları engellemek için Kalman Filtresi kullanılmıştır. Bilinen ilk konum üzerinden yinelemeli olarak hesaplanan konum bilgileri geliştirilen mobil uygulamanın harita ekranında gerçek zamanlı olarak görselleştirilmiştir. Geliştirilen sistem yoğun trafikli alanda ve az yoğun trafikli alanda test edilmiş ve sonuçları paylaşılmıştır. Tez çalışması ile günlük hayatta navigasyon sistemlerinin tam olarak çalışmadığı yerlerde yapılacak konum tahmin doğruluğu arttırılabileceği, son konumu bilinen mobil araçların açık arazide kendi ataletsel verilerinden son konumunun tespit edilebileceği gözlemlenmiştir

Abstract:
As the number of people and means of transportation have increased, intelligent transport systems and related positioning applications have gained importance. Alternative routing monitoring systems are needed in the wide range of sources available for location, especially in large areas where GPS signals are not sufficient or not fully reached, in the areas surrounded by highways or buildings. At the same time, an alternative navigation system is needed in order to estimate the position of military vehicles both land and on the sea in the event that satellites are blinded in times of war or political crisis. In this thesis study, a system which will be able to estimate the position using the  inertial information such as speed, altitude and compass of the vehicle together with the known last position information of the vehicle with low cost, without using GPS information and  any validation signal which can be used for city and city outside of the mobile vehicles is designed and mobile application of the system  is developed. The speed information to be taken from the electronic circuit of the vehicles is determined as input data to be used in the system where the accelerometer and accelerometer information to be taken from the mobile phone to be placed in the vehicle is developed. The data collected from the sensors on the mobile application was used recursively in the calculation of the next location using the Haversine calculation together with the known or calculated previous location information. The Kalman Filter is used to prevent oscillations in the calculations and measurements. The location information calculated recursively from the first known location is visualized in real time on the developed mobile application's map screen. The developed system has been tested on the crowded traffic area and the less crowded traffic area and the results are shared. It has been observed with the thesis study that mobile devices whose end position is known to be able to increase the accuracy of position estimation in places where navigation systems are not fully working in everyday life can openly determine their final position from their inertial data.