Görsel Servo Kontrol Yöntemi İle Bir İnsansız Hava Aracının Kontrol Edilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında amaç görüntü güdümlü bir uçan robot tasarlamaktır. Bu amaçla dört rotorlu bir mini insansız hava aracının üzerine yerleştirilmiş bir kamera ile yerdeki hedefin takibi ve hedef üzerinde açısal konumunun kontrol edilmesi sağlanmıştır. Görsel servolama kontrol yapısı iç döngüde quadrotorun hızını kontrol eden düşük seviyeli servo kontrol döngüsüne sahiptir. Dış döngü ise görsel kontrolcü kullanarak hata vektörünü kontrol eden bir döngüdür. Bu çalışmada dış döngüyü oluşturan görsel kontrolcü iki farklı yöntemle tasarlanmıştır. Birinci yöntem görüntü esaslı görsel servo kontrol, ikinci yöntem ise hibrit görsel servo kontrol (2½ B görsel servo kontrol) yöntemidir. Tasarlanan kapalı çevrim sistemlerinde dış döngünün yapısından bağımsız olarak iç döngü aynı kalmıştır. Matlab’de benzetimi yapılan kontrolcü sistemleri test düzeneği kurularak deneylerle de sınanmış ve quadrotor hava aracının kontrolü sağlanmıştır.

The goal of this thesis is to build a vision-guided autonomous flying robot. For this purpose, a four rotor unmanned aerial vehicle with an on-board camera has been stabilized on the ground target by visual information through the control loop. The control architecture of an visual servoing system normally consists of two loops: a low level servo loop to control the four rotor helicopter velocity and an outer one to control the error between the current feature and the desired feature using a visual controller. In this study the outer loop controller was designed by using two different approaches. These approaches are called image based visual servo control method (IBVS) and hybrid visual servo control method (2½ D visual servoing). The inner loop keeps the same structure in both methods. Various simulations were developed on MATLAB, in which the quadrotor aerial vehicle has been visual-servo controlled. In order to show the effectiveness of the algorithms, an experimental setup was designed and experiments were performed on a model UAV which suggest successful performance.