İnsansız deniz araçları için iyileştirilmiş yapay potansiyel alan algoritması ile yol planlama ve engelden kaçınma
Özet
İNSANSIZ DENİZ ARAÇLARI İÇİN İYİLEŞTİRİLMİŞ YAPAY
POTANSİYEL ALAN ALGORİTMASI İLE YOL PLANLAMA VE
ENGELDEN KAÇINMA
ÖZET
Günümüzde otonom araçların kullanımı birçok alanda yaygınlaşmaktadır. İnsan
kaynaklı hataları en aza indirerek, can ve mal kayıplarını azaltmak için geliştirilen
kendi kendine karar alarak hareket edebilme yeteneğine sahip yapay zeka destekli bu
araçlar askeri, ulaşım, tarım gibi bir çok alanda kendini ispatlamıştır. Dünya
ticaretinin büyük bir kısmının deniz yolları üzerinden sağlandığı, bilinen bir
gerçektir. Bu nedenle deniz ulaşımının güvenirliği büyük bir öneme sahiptir.
Uluslararası Denizcilik Örgütü’nün ve denizcilik sigorta kuruluşlarının yayınladığı
istatistiklere göre deniz ulaşımında gerçekleşen kazalar %60-90 arasında insan
kaynaklı hatalar nedeniyle olmaktadır. Kazaların sonucunda can ve mal kayıpları
olmaktadır. Kayıpların en aza indirilmesi insansız deniz araçlarının geliştirilmesi ile
mümkün olacaktır.
Bu çalışmada; statik ve dinamik engellerin bulunduğu ortamda engellere çarpmadan
rota planlaması yaparak hedefe ulaşmayı sağlayan geliştirilmiş yapay potansiyel alan
algoritmasının simülasyon ortamında etkinliğinin ispatlanması gerçekleştirilmiştir.
Harita olarak Bursa’da bulunan Uluabat Gölü’nün kara parçaları yer alan bir kesiti
kullanılmıştır.
Harita, üzerinde bulunan engelleri algoritmanın kolaylıkla algılayabilmesi ve yol
planlamayı desteklemesi adına bir takım görüntü işleme adımlarından geçirilmiştir.
Ardından Yapay Potansiyel Alan (APF, Artificial Potential Field) algoritması
üzerinde sabit engellere çarpmadan en kısa yolu bulması için geliştirmeler
yapılmıştır. Algoritmanın karşılaşılan dinamik engeller karşısında Denizde Çatışmayı
Önleme Yönergesi (DÇÖY) kurallarına göre manevra yapabilmesi sağlanmıştır. PATH PLANNING AND OBSTACLE AVOIDANCE WITH AN
IMPROVED ARTIFICIAL POTENTIAL FIELD ALGORITHM
FOR UNMANNED MARITIME VEHICLES
ABSTRACT
Today, the use of autonomous vehicles is becoming widespread in many areas. These
vehicles, which are developed to minimize human-induced errors and reduce the loss
of life and property, have the ability to act by making their own decisions, and are
supported by artificial intelligence, have proven themselves in many fields such as
military, transportation and agriculture. It is a known fact that most of the world
trade is provided via sea routes. Therefore, it is of great importance that maritime
transport be reliable. According to the statistics published by the International
Maritime Organization and maritime insurance organizations; Between 60-90% of
accidents in maritime transportation are due to human-induced errors. As a result of
accidents, there is loss of life and property. With the development of unmanned sea
vehicles, the losses in accidents will be minimized.
In this study; In the environment where static and dynamic obstacles exist, the
effectiveness of the developed artificial potential field algorithm, which enables to
reach the target by route planning without hitting the obstacles, has been proven in
the simulation environment. As a map, a section of the Uluabat Lake in Bursa with
land parts was used.
In order for the algorithm to easily detect the obstacles on the map and to support
road planning, a number of image processing steps have been taken. Then,
improvements were made on the Artificial Potential Field algorithm to find the
shortest path without hitting fixed obstacles. It has been ensured that the algorithm
can maneuver in the face of dynamic obstacles in accordance with the Convention on
the International Regulations for Preventing Collusion at Sea (COLREG).
Koleksiyonlar
- Tez Koleksiyonu [698]