İnsansız kara araçların otonom devriye görevlerinde RTK destekli uydu tabanlı konumlandırma ve harita bazlı navigasyon analizi
RTK- aided satellite-based positioning and map-based navigation analysis for autonomous patrol missions of unmanned ground vehicles
Yazar: SERHAT SERTAKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT KILINÇ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Bu çalışmada, insansız kara araçlarının (İKA) otonom devriye görevlerinde daha hassas konum verileri elde etmek amacıyla Real Time Kinematic (RTK) düzeltmesinin kullanımını ele aldık. RTK destekli uydu tabanlı konumlandırma ve harita bazlı navigasyon sistemlerinin etkinliğini analiz etmeyi amaçladık. RTK teknolojisinin İKA'ların navigasyon performansı üzerindeki etkilerini değerlendirerek, otonom devriye sistemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunduk. RTK destekli İKA'ların belirli hedeflere sapmadan ulaşabilme, hedef unsurları hassas bir şekilde izleme ve keşif yapma gibi görevlerde üstün performans sergilediğini gösterdik. Ayrıca, bu sistemlerin farklı çevresel koşullarda ve zorlu arazilerde bile yüksek doğruluk sağladığını ve operasyonel güvenilirliği artırdığını belirledik.
Gerçek dünya senaryolarında yapılan deneyler ve analizler, RTK düzeltmesinin İKA'ların otonom devriye görevlerinde kritik bir rol oynadığını ortaya koydu. Otonom araçlar, güvenlik, izleme ve keşif gibi kritik görevlerde giderek daha fazla tercih edilmektedir. Bu görevlerin başarılı bir şekilde yerine getirilmesi, doğru ve hassas konum bilgisine bağlıdır. RTK destekli sistemler, çevresel engellerin etkisini minimize ederek İKA'ların verimliliğini artırmaktadır.
RTK, GNSS tabanlı bir konumlandırma tekniğidir ve milimetre düzeyinde hassas konum verileri sağlar. RTK düzeltmesi kullanılarak insansız kara araçları daha güvenilir ve etkili bir şekilde hareket edebilir, böylece görevlerini daha başarılı bir şekilde tamamlayabilir. Bu teknoloji, askeri, güvenlik, acil durum müdahalesi ve çevresel izleme gibi alanlarda önemli bir potansiyele sahiptir. RTK destekli sistemler, çeşitli çevresel koşullarda yüksek performans gösterir ve kullanıcıların operasyonel verimliliğini artırır. Ayrıca, şehir içi ve kırsal alanlarda da uygulanabilir.
Çalışmamızda RTK düzeltmesinin otonom devriye görevlerinin performansı üzerindeki etkisini inceledik. Bu amaçla, RTK destekli ve RTK desteksiz modlarda otonom devriye görevleri gerçekleştirilmiştir. RTK destekli modda yapılan testlerde, araç konum doğruluğunun santimetre seviyesine çıktığı ve ortalama konum hatasının 0.1 metre olduğu tespit edilmiştir. Buna karşılık, RTK desteksiz modda ortalama konum hatası yaklaşık 1.2 metre olarak ölçülmüştür. Bu da RTK düzeltmesinin konum doğruluğunu yaklaşık %91 oranında artırdığını göstermektedir.
Deneysel veriler, RTK destekli konumlandırma sistemlerinin gelecekte geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılabileceğini ve otonom sistemlerin performansını önemli ölçüde artırabileceğini göstermektedir.

Abstract:
In this study, we examined the use of Real Time Kinematic (RTK) correction to obtain more accurate positioning data for unmanned ground vehicles (UGVs) performing autonomous patrol missions. Autonomous vehicles are increasingly preferred for critical tasks such as security, surveillance, and reconnaissance. The successful execution of these tasks depends on accurate and precise positioning information. RTK is a GNSS (Global Navigation Satellite System)-based positioning technique that provides millimeter-level accurate positioning data. Using RTK correction, unmanned ground vehicles can move more reliably and efficiently, completing their tasks more successfully. This technology has significant potential in areas such as military, security, emergency response, and environmental monitoring.
RTK technology also plays a critical role in military projects. In military operations, precise positioning is vital; it is crucial for operational success as well as for safety and risk management. RTK-supported UGVs demonstrate superior performance in tasks such as reaching specific targets without deviation, accurately tracking enemy elements, and conducting reconnaissance. This enables military operations to be carried out more safely and effectively.
In our study, we analyzed the impact of RTK correction on the performance of autonomous patrol missions. We evaluated the accuracy, reliability, and usability of the positioning data obtained with RTK correction and analyzed its effects on the efficiency and reliability of autonomous vehicles. As a result, this study highlights the potential of high-precision positioning techniques such as RTK correction to make the autonomous use of unmanned ground vehicles more reliable, accurate, and effective. Proper implementation of RTK correction can enable autonomous vehicles to be used more widely and more effectively in various tasks. Therefore, the development and improvement of technologies such as RTK correction is a crucial step for the future use of autonomous vehicles.
The methods and experiments used in this study aimed to measure the accuracy, reliability, and efficiency of RTK-supported systems. Tests conducted on UGVs demonstrated the superiority of RTK over traditional GNSS systems and proved its success in autonomous tasks. Especially in narrow areas and regions with obstacles, the high accuracy provided by RTK enables UGVs to perform their tasks safely and efficiently. Experimental data indicate that RTK-supported positioning systems can be used in a wide range of applications in the future and significantly improve the performance of autonomous systems.
In this context, this study, which reveals the impact of RTK technology on UGVs and its success in autonomous tasks, foresees that with the widespread adoption and developing infrastructure of RTK technology in the future, autonomous systems will have the potential to perform much more complex and precise tasks. It emphasizes that RTK should become a standard component for autonomous systems and that the opportunities provided by this technology should be evaluated in a wider range of applications.