Bir Sualtı Aracının Ataletsel Özelliklerinin Algılanması Yoluyla Yörünge Takibi

Abstract

Sualtında üç eksende hareket edecek bir aracın yörünge takibinin yapılmasının planlandığı bu çalışmada temel olarak üç eksenli ataletsel algılayıcı yardımıyla aracın X, Y, Z eksenlerindeki ivmelerinin belirlenip bu değerlerin integrasyonu ile aracın ilgili yönlerdeki hızlarının, ikinci kez integrasyonuyla da aracın konumunda meydana gelen değişimlerin incelenmesi öngörülmektedir. Bu amaçla ilk olarak, ataletsel algılayıcı tarafından ölçülen ivme verileri değişik yöntemlerle filtrelenmiştir. Uyarlamalı (adaptif) filtreleme yöntemlerinin denendiği çalışmada öncelikle En Küçük Kare Ortalaması (LMS – Least Mean Square) yöntemi denenmiş, daha sonra çeşitli “Yapay Sinir Ağları” temelli filtreleme teknikleri uygulanmış ve en uygun yöntem belirlenmiştir. Verilerin filtrelenmesinin ardından, bu veriler doğrultusunda aracın uzaktan yörünge takibinde kullanılacak bir model, Matlab/Simulink programında hazırlanmış ve aracın konum değişimi üç boyutlu animasyon ile simüle edilmiştir. Son olarak da sistemin gerçeklenmesi için gerekli sualtı platformu tasarlanmış ve imal edilmiştir. İleriki çalışmalarda gerçek zamanlı testlerin yapılmasında kullanılabilecek bu sualtı aracı üç eksende hareket edebilmekte ve uzaktan kablo bağlantısı olmadan kumanda edilebilmektedir.

In this project, the trajectory tracking of an underwater vehicle is planned that has a 3-dimensional movement. The project involves the measurement of the acceleration of the vehicle in the directions X, Y, Z with a tri-axial inertial sensor. The output data of the sensor are integrated once to obtain the axial velocities; and a second integration of these data provides the calculation of the vehicle’s position changes. For this purpose, first the data measured by the inertial sensor are filtered using different methods. Among the adaptive filtering methods, the Least Mean Square (LMS) method is used first. This is followed by different neural network-based filtering methods, and finally the most suitable one is chosen. Then the position changes of the vehicle are simulated in three-dimensional space using the Matlab/Simulink program. Finally an underwater platform is developed for real-time testing. This underwater vehicle can move in three dimensions and is driven remotely by using a radio control unit.