عنوان پایان‌نامه
حفظ پوشش منطقه و تعقیب هدف توسط پهپادها با در نظر گرفتن قیود
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2669;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68268
- تاریخ دفاع
- ۳۰ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- حسین خندانی
- استاد راهنما
- محمدجواد یزدان پناه, منوچهر مرادی سبزوار
- چکیده
- فراهم کردن امکان دیده‌بانی منطقه در حین تعقیب اهداف در منطقه، یکی از وظائف مهم سیستم‌های نگهبانی است. یک راهکار، استفاده از ربات های پرنده است که هر ربات مسئولیت نگهبانی یک منطقه را عهده‌دار می باشد. مسئولیت نگهبانی به دو وظیفه پوشش دهی کامل منطقه و تعقیب اهداف داخل منطقه تقسیم می‌گردد. هدف اصلی این پروژه؛ تعیین نحوه ی پوشش دهی و ردیابی-هدف (اهداف) برای یک یا چند ربات پرنده به‌طور بهینه و هم زمان می باشد. در این میان عواملی از قبیل سرعت پرواز پرنده‌ها، ارتفاع پرواز، مسیر حرکت، سوخت پرنده و نحوه‌ی مجاورت دو پرنده با یکدیگر در نظرگرفته شده است. برای این منظور یک ساختار کنترلی معرفی شده است که وظایف مختلف میان رباتهای پرنده را کنترل می کند. جهت ایجاد پوشش دهی، ابتدا نقشه ای از پتانسیل پوشش دهی نقاط را ایجادمی-کنیم و با استفاده از الگوریتم میدان نیرو مسیرحرکت برای پوشش دهی منطقه مشخص می شود. برای تعقیب هدف نیز از روش فیلترکالمن خطی به منظور تخمین موقعیت هدف استفاده شده است. دراین پروژه سناریوهای جستجوی سراسری، جستجو به منظور یافتن هدف و نیز پوشش دهی منطقه بعد از تعقیب هدف برای یک ربات پرنده و همچنین همکاری دو ربات پرنده، شبیه سازی شده است. جهت اجرای عملی، برمبنای مدلسازی انجام گرفته، از یک رویتگر کالمن غیرخطی برای تخمین موقعیت پرنده استفاده شده است. همچنین کنترل کننده های تناسبی-مشتقگیر، مودلغزش و پس گام برای این سیستم طراحی و مقایسه شده اند. کاربرد مدنظر در این پروژه، مناطق ساحلی است که در آنجا شناگران حضور دارند و ربات پرنده مسئولیت نظارت بر منطقه را عهده دار است. واژه‌های کلیدی: میدان نیرو- بهینه پوشش دهی منطقه- همکاری ربات های پرنده- درنظرگرفتن قیودپرواز
- Abstract
- One of the important applications of the Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is area coverage and tracking possible targets. The main goal of this project is regional coverage and target tracking with UAVs considering their constraints. A set of constraints which has been considered includes: the speed, the altitude, the fuel and the vicinity of the UAVs. In this project, a control structure is introduced that manages tasks of the UAVs. An algorithm based on Potential Field is proposed to plan the coverage an area which results in good performance. In target tracking mode we take advantage of Kalman Filter method to predict target position. This problem is simulated for a single UAV and a group of cooperative UAVs. Scenarios which have been simulated are as follows: Universal Coverage, Coverage after Target Tracking and Target Finding. In the implementation phase, initially we modeled the system and then used Extended Kalman Filter for localization. Proportional-Derivative (PD) controller, Sliding Mode controller and Back Stepping controller are designed and compared. One of the application of this project is as lifeguard duty in coastal areas where swimmers are monitored by UAVs. Keywords: Potential Field; Optimal Coverage; Task Assignment; group of cooperative UAVs; Constraint.
