Route Optımızatıon For Unmanned Aerıal Vehıicles In Flıght Restrıcted Areas

İnsansız hava araçlarının (İHA), özellikle de dronların gerek askeri gerekse sivil alanlarda her geçen gün daha da yaygın olarak kullanıldığı görülmektedir. İHA’ların görev planlaması söz konusu olduğunda ilk anlaşılan hareket-rota planlamasıdır. Bu çalışmada uçuş kısıtlı bölgelerde İHA’ların başlangıç noktasından bitiş noktasına uçuşu için en uygun rotanın belirlenmesi konusu araştırılmıştır. Uçuş kısıtlı bölgeler dikdörtgen veya daire ile değiştirilmiş ve problem, matematiksel olarak verilmiş doğru parçaları ile dikdörtgenin veya dairenin kesişimi ile tanımlanmıştır. Problemin çözümü için mevcut yaklaşımlardan farklı olarak dışbükey dörtgenin özelliklerine göre bir matematiksel model geliştirilmiş ve bu modeli kullanılarak optimuma yakın mesafeyi hesaplayabilen bir yazılım geliştirilmiştir. Bunun için Karınca Kolonisi Algoritması uygulanmıştır. Klasik Karınca Kolonisi Algoritmasından farklı olarak her bir karıncanın hücreye girişinin serbest veya yasak olduğunu belirten özel bir “tabulist” matrisi dahil edilmiştir. “Tabulist” matrisinin dahil edilmesi karıncanın bir sonraki hücreyi seçme olasılığı da dikkate alındığı için engellere girip girmediğini kontrol etmeye gerek kalmaz. İterasyon sonunun sağlanması için karıncaların olduğu hücre ile başlangıç ve son noktayı birleştiren kırık çizgiye kadar olan en kısa mesafenin tersi – “karıncanın hedefe ulaşma” parametresi dahil edilmiştir. Her iki algoritma için yazılım geliştirilmiş ve hesaplama deneyleri yapılmıştır. Yapılan hesaplama deneylerine göre birinci algoritma ile ikinci algoritma arasındaki fark 4 birim olmuştur. Bu fark engellerin geometrisine, boyutuna, hizasına ve sayısına bağlı olarak artabilir veya azalabilirIt is seen that Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), especially drones, are being used more and more every day in both military and civilian areas. Route planning is the first goal when it comes to the task planning of UAVs. In this study, it has been investigated determining the most suitable route for the flight of UAVs from the starting point to the endpoint in flight restricted areas. The restricted areas of flight are changed by rectangles or circles and the problem is defined by the intersection of the mathematically given line segments and rectangles or circles. For this problem, as distinct from the present condition, a mathematical model was developed according to the properties of the convex quadrilateral and by using this model a software has been developed that can calculate the optimum distance. For this, the Ant Colony Algorithm has been applied. Unlike the Classical Ant Colony Algorithm, a special “Tabulist” matrix has been included, indicating that each ant's entry into the cell is free or prohibited. The inclusion of the tabulist matrix also takes into account the possibility of the ant choosing the next cell, there is no need to check whether or not it is entering into obstacles to ensure the end of the iteration, “Ant’s reaching the target” parameter was included by connecting the ants’ cell to the start and the endpoint till the broken line to the inverse of the shortest distance. A software has been developed and calculation experiments have been done for both algorithms. According to the calculation experiments, the difference between the first algorithm and the second algorithm was 4 units. This difference may increase or decrease depending on the geometry, size, alignment and number of obstacle