Gezgin drone geliştirilmesi ve kontrolü
Development and control of a traveller drone
Yazar: ADEM DİLBAZ
Danışman: PROF. DR. HAKAN IŞIK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Genetik algoritmalar = Genetic algorithms ; Karınca koloni algoritması = Ant colony algorithm ; Otonom ve kontrol = Autonomous  and controlled ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Bu tezde, acil müdahale gerektiren durumlarında quadrotor tip bir drondan nasıl bir fayda alınabileceği üzerine, belirlenmiş bir rotada ilerleme işlemi gerçekleştirilmek üzere çeşitli çalışmalar yürütülmüştür. İlk olarak, bu çalışmada kullanılması planlanan materyaller seçilmiş ve akabinde sistemin en önemli bileşeni olan uçuş kontrol kartının yazılımı için Mission Planner(MP) programı tercih edilmiştir. İkinci olarak, faydalı model bir gripper aksamının tasarlanması ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Tasarım sırasında güçlü bir çene yapısına sahip ve dronun çalışmasına engel olmayacak bir proje kurgulanmıştır. Bu aksamın imalatı aşamasında ise, ana parçalar lazer kesim ile oluşturularak vida, somun ve aralayıcı malzemeleri ile montajı gerçekleştirilmiştir.
Üçüncü olarak, bu İHA(dron) tarafından takip edilmesi istenilen 16 farklı konumun, en uygun şekilde güzergâh edilmesi için, Genetik Algoritma(GA) ve Karınca Kolonisi(KKO) yapay zeka optimizasyon algoritmalarından faydalanılmıştır. Bunlardan hangisinin daha verimli olacağı karşılaştırılmıştır. Dördüncü olarak, öncelikle İHA materyallerinin montajı gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bileşenlerin güç ve sinyal kabloları çekilmiş ve uzaktan kumandanın alıcısı ile vericisin haberleştirilmesi test edilmiştir. Haberleşme sağlandıktan sonra motorların uyumlu çalışmaları sağlanmıştır. Ayrıca, uçuş için oldukça önemli olan jiroskop ve pusula sensörlerin kalibrasyonları yapılmıştır.
Diğer bir yandan, otomatik uçuş modunda bazı denemeler gerçekleştirilmiştir. Bu testler yapılmadan önce, telemetri cihazı ve gps sensörü dron sistemini dâhil edilmiştir. KK algoritması sonuncunda elde edilen en uygun rota, MP programının uçuş planı kısmından komutlar şeklinde oluşturulmuştur. Uzaktan kumandanın C sivicinden oto moda geçilmesi için emir verilerek, uçuş işlemi öncelikle yarı otomatik olarak başlatılmış ve bu esnada belirli bir konumda da gripper aksamının otomatik olarak açılıp kapanması da istenmiştir.
Son olarak, oto uçuş esnasında takeoff ve landing modlarında, iha'nın her hangi bir sorunla karşılaşıp karşılaşmadığı çeşitli hava koşullarında test edilmiştir. Böylelikle quadrotor'un tam otomatik modda çalışabilmesi de gözlemlenmiştir. Daha sonra kalkış yaptığı merkez konuma geri döndüğünde kaç cm hata ile iniş yaptığı ve toplam uzunluğu yaklaşık 379 metre olarak hesaplanan turu kaç saniye sürede tamamlayabildiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, some studies were tested by a quadrotor type drone to carry out progress on a specified route in case of urgent intervention. In this study, firstly, some required materials were selected and then Mission Planner (MP) program was chosen for the software of the flight control card, which is the most important component of the system. Secondly, a petty patent gripper was designed and manufactured.  The project was considered to have a strong jaw structure and works comfortably during the work. In the manufacturing stage of this component, main parts were formed by laser cutting and assembled with screws, nuts and standoff materials.
Thirdly,  following 16 different locations were required by the drone(UAV) so, Genetic Algorithm (GA) and Ant Colony (ACO) artificial intelligence optimization algorithms were utilized in order to optimal routing. Then, which of these would be more efficient was compared. Fourthly, the installation of the UAV materials was completed. Next, power and signal cables of the components were corded and remote control communication of transmitter between receiver has been tested. After the communication was succeeded, so compatible work of the engines has been completed. In addition, gyroscope and compass sensors which are very important for the flight were calibrated.
On the other hand, some attempts were tested in automatic flight mode. Before these tests, the telemetry device and the GPS sensor were included in the drone. The most suitable route as a result of the ACO was formed to the flight plan part of the MP program in the form of commands. Initially, the flight process was started semi-automatically under the favor of remote control of C switch was chosen to pass auto mode. Meanwhile, the gripper assembly was opened and closed some particular positions.
Finally, the UAV has been tested for various weather conditions during auto takeoff and landing flight modes. Thus, it was also observed whether the quadrotor operates was succeed in fully automatic mode or not. Then, it how far has it between the center position and the position of the returns in landing, which was checked. And how long has it completed the total length of 379 meters of the tour, which was calculated?