Bozulmuş İnsansız Hava Araçları İçin Minimum Mesafe Ve Minimum Zaman Optimal Yol Planlamalarının Çok Boyutlu Makine Öğrenmesi Yaklaşımları İle Başarımı

İnsansız Hava Araçları (İHA) bilinmeyen ortamlarda, dinamik çevre koşullarında görev yapabilmekte ve beklenen ya da beklenmeyen birçok arızalarla karşılaşabilmektedirler. Bu sebeplerden dolayı otonom bir İHA, acil durumlarda minimum mesafe veya minimum sürede en uygun konuma inebilecek özellikler ile donatılmalıdırlar. Hasarlar ve bozulmalar, kararsız (unstable) ve belirsiz (uncertain) İHA dinamiklerini (dynamics) değiştirdiğinden, yol planlama (path planning) algoritmaları uyarlanabilir (adaptive) ve modelden bağımsız (model free) olmalıdır. Bunların yanında, İHA için tasarlanan yol planlama optimizasyon problemleri, gerçek zamanlı uygulamaların başarımı için hayati olan, aktüatör doygunluklarını (actuator saturations), kinematik ve dinamik kısıtlamaları (kinematic and dynamic constraints) dikkate almalıdır. Bu nedenle bu projede, bir İHA?nın bozulması sonucu ortaya çıkan parametrik belirsizlikleri (parametric uncertainties) ve çeşitli kısıtlamaları dikkate alan üç boyutlu yol planlama algoritmaları quadrotorlar için geliştirmiştir. Bu projede, öteleme (translation), dönme (rotation), Euler açıları (Euler angle), ilgili minimum zaman ve minimum mesafe kontrol sinyalleri çok boyutlu parçacık sürü optimizasyonu (multi-dimensional particle swarm optimization) ve çok boyutlu genetik algoritması (multi-dimensional genetic algorithm) meta-sezgisel makine öğrenmesi yaklaşımları ile elde edilmiştir. Algoritmalar hem simülasyon ortamında hem de deneysel ortamlarda değerlendirilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Bu projenin bütçesi ile sadece lisans, yüksek lisans ve doktora öğrencilerine burs sağlanmış ve bu alanda yeni projelerimizin alt yapısı oluşturularak yeni projeler sunulmuştur. Projenin sonuçlarında, çok boyutlu genetik algoritmanın kısıtlamalar altında daha kısa minimum mesafe ve minimum zaman yolları üretebildiği gösterilip doğrulanmıştır. Gerçek zamanlı deneyler, quadrotorun mevcut maksimum rotor hızlarını kullanarak üretilen hedef yolu tam olarak izleyebildiği ayrıca kanıtlanmıştır.