İnsansız hava araçları için modüler kontrol sistemi mimarisi tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, insansız hava araçlarının, İHA'ların, (İHA, unmanned aerial vehicle) güdüm ve kontrolünü bordaları üzerinde gerçekleştirebilmek için, yeni ve K-Bus olarak adlandırılan bir seri iletişim yolu çevresinde ölçeklenebilir, esnek ve modüler bir kontrol mimarisi önerilmiştir. Bu seri iletişim yoluna ait donanım ve yazılım özellikleri ortaya konmuştur. Ortaya çıkarılan mimari, düşük işlemci hızı ve hafıza kapasitesine sahip işlemcilerle gerçekleştirilebilecek basitliktedir. Yüksek gerçek zaman performanslı, bağıl olarak az işlemci gücü tüketen bir mimari anahtar tasarım istekleridir. Örnek bir İHA görevi tanımlanarak, bu görevi gerçekleştirebilecek İHA gövdesi, ölçüm, tahrik, haberleşme ve benzeri elemanlar özetlenmiştir. Örnek olarak verilen görevi gerçekleştirebilecek nitelikte bir referans tasarım verilmiştir. Referans tasarımda, önerilen seri iletişim yolu için farklı işlem gücü, hafıza ve giriş çıkış kabiliyetine sahip iki ayrı modülün elektronik devrelerin şematik tasarımları sunulmuş ve yazılım gereksinmeleri açıklanmıştır.Anahtar Kelimeler: İnsansız Hava Aracı, Kendinden Güdümlü Taşıt, Modüler Kontrol Mimarileri, Taşıt (Bus) yapıları

In this study, scalable, flexible and modular control system architecture around a serial communication bus is proposed to enable to fulfill onboard navigation and control tasks of unmanned aerial vehicles (UAV). Hardware and software properties of this serial communication bus are given. The developed architecture is simple enough to be used with processors having low processing speed and little memory. High real time performance and relatively less processor bandwidth consumption are key design requirements. A sample UAV task is defined and a UAV body and measurement, actuator, communication etc. elements are summarized. A reference design, which is capable of fulfilling the given sample task, is given. In the reference design, electronic circuit schematics are given and software requirements are described for two modules, designed for the proposed serial communication bus, having different processing power, memory and input output capacity.Keywords: Unmanned Aerial Vehicle, Automatic Guided Vehicle, Modular Control Architectures, Bus Architectures