AUVSI SUAS 2026

Hassas Arama, Kurtarma ve Otonom Teslimat

Deprem ve benzeri doğal afetlerden sonra ulaşımın ve iletişimin koptuğu bölgelerde arama-kurtarma ve acil durum lojistik desteği sağlamak amacıyla tasarlanmış tam otonom sabit kanatlı İHA projemiz.

Görev Konsepti ve Vizyon

AUVSI SUAS 2026 yarışması, öğrencileri otonom uçuş, hedef tespiti ve faydalı yük bırakma gibi gerçek dünya operasyonlarını simüle eden zorlu bir mühendislik testine tabi tutar. ANATEK olarak bu zorlukları aşmak için; insani fayda odağını temel alan, geniş alanlarda kesintisiz tarama yapabilen ve sıfır insan müdahalesiyle karar alabilen tam otonom bir sabit kanatlı İHA sistemi tasarladık.

Mekanik ve Aerodinamik

Uçağın yapısal tasarımı, aerodinamik özellikleri, kompozit üretimi ve özgün mekanizmaları hakkında detaylı bilgiler.

Elektronik ve Yazılım

ROS 2 mimarisi, yapay zeka destekli görüntü işleme, otonom rota planlama ve donanım envanteri detayları.

 Teknik Dokümantasyon

MEKANİK BİLGİLER

İnsansız hava aracımızın yapısal tasarımına ve mekanik sistemlerine dair kapsamlı bilgiler.

Mekanik ve Aerodinamik Mühendislik

Maksimum Verimlilik İçin Tasarlanmış Atletik Gövde

Aerodinamik Optimizasyon

  • Loiter Odaklı Tasarım: Afet alanında sürekli dönüş (loiter) yapacağı için, X ekseni etrafında statik stabiliteyi önlemek amacıyla kanatlara dihedral verilmemiştir.
  • Profil Geçişleri (Airfoil): Sürüklenmeyi (drag) minimize etmek için kanat kökünde NACA 2415 profili kullanılırken, uçlara doğru NACA 2312 profiline geçiş yapılmıştır. Kök yerleştirme açısı 3.1°, uç yerleştirme açısı ise 0.1° olarak belirlenmiştir.
  • Tip Stall Koruması: Kalkışta veya keskin dönüşlerde aileronlardaki kontrol kaybını geciktirmek (Tip Stall) amacıyla kanat uçlarına 3 derece washout açısı verilmiştir.

Yapısal Tasarım ve İmalat

  • Ana Gövde: Kanat, kuyruk (Conventional Tail) ve gövde iskeleti dayanıklılığı yüksek 3 mm Huş Kontrplak ile üretilmiş olup, kanat yüzeyleri karbonfiber laminasyon (vakum infüzyon vb.) serim yöntemiyle mukavemetlendirilmiştir.
  • Sürtünme Azaltma: Keskin gövde geçişlerinde hava akışını yumuşatmak için köşeler LW-PLA kullanılarak 3D yazıcı ile kavisli formda üretilmiştir.
  • Otonom Bırakma Sistemi: 3D yazıcı ile tasarlanan, servo ve lineer aktüatör destekli "gövde içi faydalı yük kapağı", doğrudan görüntü işleme aviyonikleriyle entegre çalışmaktadır.
  • İniş Takımı: Toprak ve hasarlı zeminlerden kalkış yapabilmesi için, gövde içine otonom olarak katlanabilen Tricycle (üç tekerlekli) iniş takımı kullanılmıştır.
SUAS 2026 Modeli Uçak
Kanat Açıklığı / Alanı 2.7 Metre / 1 m²
Gövde Uzunluğu 1.8 Metre
Ağırlık (Boş / MTOW) 9.5 kg / ~10.5 kg (Maks. Kalkış)
Aspect / Taper Ratio 7.3 / 0.45
İtki / Ağırlık Oranı ~ 1.0 (Fırçasız DC Motor)
Uçuş / Loiter Süresi Yaklaşık 35 Dakika
 Yapısal Bileşenler

Mekanik Bilgiler

Uçağın genel özelliklerinden kanat ve gövde tasarımına, malzeme seçiminden drop mekanizmasına tüm mekanik detaylar.

01 — Genel Bakış

Uçağın Genel Özellikleri

Kuzgun İHA'nın yapısal malzeme ve kompozit üretim tekniklerinin belirlenmesi süreci, kapsamlı bir Ar-Ge çalışması temelinde yürütülmüştür. Bu süreçte; ulusal ve uluslararası yarışma takımlarının yaklaşımları, havacılık sektöründeki mevcut standartlar ve entegre edilebilecek inovatif alternatifler detaylı bir şekilde incelenerek araştırma raporları oluşturulmuştur.

Elde edilen literatür ve saha verileri ışığında, potansiyel malzemeler ile lamine üretim yöntemleri sınıflandırılmış ve bir karar matrisi üzerinden değerlendirilmiştir. Bu aşamada her bir alternatif; mekanik dayanım, ağırlık, üretilebilirlik, maliyet ve olası dezavantajlar gibi kritik parametrelere göre puanlanmıştır.

Optimizasyon çalışmaları neticesinde, hava aracımızın tasarım isterlerine en yüksek uyumu sağlayan malzemeler belirlenmiştir. Seçilen bu malzemeler ve üretim teknikleri doğrudan nihai ürüne entegre edilmeden önce, kendi atölyemizde prototiplenerek ampirik (deneysel) testlere tabi tutulmuştur. Yalnızca bu mekanik dayanım ve yapısal bütünlük testlerinden başarıyla geçen materyaller Kuzgun İHA'nın nihai üretimine dahil edilmiştir.

uçak
02 — Aerodinamik Yüzey

Kanat

Kanatlar, bir uçağın uçmasını sağlayan belki de en önemli elemandır. Uçak gövdesinin hava ile arasındaki görece hız farkını kaldırma kuvvetine çevirerek uçağın ağırlığı ile savaşmasını ve havada kalmasını sağlarlar. Bunu yaparken uçağın hızının tersi yönünde bir sürüklenme kuvveti de oluştururlar; üstelik tüm uçağın ağırlığını taşıdıkları için özellikle bükülme kuvvetine karşı koyabilecek kadar güçlü de olmalıdırlar.

Aerodinamik Soru: Airfoil (kanat profili) adı verilen özel şekiller kullanılarak üretilen kanat geometrisinin etrafından akan hava, üst ve alt yüzeylerde farklı tepkiler gösterir. Üst yüzeyden akan hava, alt yüzeyden akana göre daha yüksek bir hıza sahip olur; bu hızdaki artış basıncın düşmesine sebep olarak kaldırma kuvvetini doğurur. Bu kaldırma kuvveti oluşumu iki tür sürüklenme kuvvetini de beraberinde getirir: yüzey sürtünmesinden kaynaklanan parazitik sürüklenme ve kanat uçlarındaki girdaplardan kaynaklanan indüklenmiş sürüklenme. Her görev için tasarlanan hava aracı, bu kuvvetlerin optimum dengesini sağlayan bir kanat geometrisi gerektirir.

Yapısal Soru: Kanatlarda kaldırma kuvvetinin oluşturduğu bükülme momenti ve gerilmeleri taşıyabilmek kritiktir. Bunun için kanat boyunca ilerleyen ve eylemsizlik momenti yüksek olan spar (lonjeron) elemanları kullanılır. Kanada şeklini veren rib'ler (sinirler) ile birleştirilen bu elemanlar, kesme gerilmesiyle savaşacak bir yüzey ile kaplanarak fiziksel kanat yapısını oluşturur. Aerodinamik optimizasyon için CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği), yapısal doğrulama için ise FEA (Sonlu Elemanlar Analizi) analizleri gerçekleştirilmiştir.

Kanat
03 — Yapısal İskelet

Gövde

Tasarlanan sabit kanatlı İnsansız Hava Aracı (İHA), 2.7 metre kanat açıklığı, 1.8 metre gövde uzunluğu ve yaklaşık 10 kg kalkış ağırlığı ile orta-büyük ölçekli operasyonel gereksinimleri karşılamak üzere optimize edilmiştir. Gövde mimarisinde yüksek mukavemet/ağırlık oranı, burulma rijitliği ve üretim kolaylığı kriterleri ön planda tutularak 3 mm kalınlığında havacılık sınıfı huş kontraplak ana yapısal malzeme olarak seçilmiştir.

Gövdenin genel tasarımı, aerodinamik yükleri en verimli şekilde sönümlemek adına yarı-monokok ve kafes kiriş geometrilerinin hibrit bir kombinasyonundan oluşmaktadır. Gövde yan panellerinde ve taban yapısında kullanılan çapraz takviyeler , uçağın özellikle yüksek G'li dönüşlerde ve sert inişlerde maruz kalacağı eğilme ve burulma momentlerine karşı mükemmel bir yapısal bütünlük sağlamaktadır. Kuyruğa doğru giden konik yapıdaki üçgen kafes geometrileri yoğun analizlere tabi tutulup yeterli burulma direncini göstermiştir. Önden motorlu konfigürasyonun gereksinimi olarak, motorun üreteceği yüksek tork ve itki yükleri, gövde önünde yer alan güçlendirilmiş fire-wall yapısıyla homojen bir şekilde ana gövde boyuna elemanlarına aktarılmaktadır. Kanat ana sparının gövdeden geçtiği bölgedeki perdeleri biraz daha kalınlaştırarak optimal yapısal denge kurulmuştur.

Ağırlık yönetimini optimize etmek amacıyla, ana yük taşımayan tüm ara perdelerde ve yan panellerde dairesel ve geometrik hafifletme boşlukları açılmıştır. Bu boşluklar, malzemenin anizotropik yapısı ve lif yönleri dikkate alınarak, gerilme yığılmalarını minimize edecek yarıçap değerleriyle tasarlanmıştır. Ayrıca gövde içi hacim; aviyonik sistemlerin, batarya gruplarının ve faydalı yükün stabil bir şekilde konumlandırılmasına ve kolayca entegre edilmesine olanak tanıyacak modüler bir yerleşime sahiptir.

Tasarım sürecinin en kritik aşamalarından biri olarak, gövdenin yapısal güvenilirliği Sonlu Elemanlar Analizi (FEA) metotlarıyla doğrulanmıştır. Tasarlanan iskelet yapı; seyir hızı, maksimum hız ve dinamik iniş yükleri senaryoları altında statik ve dinamik analizlere tabi tutulmuştur. Kritik bağlantı noktaları ve yük aktarım mekanizmaları FEA çıktılarındaki gerilme dağılımlarına göre optimize edilerek emniyet katsayısı havacılık standartlarında tutulmuş, gövdede olası burkulma ve kalıcı deformasyon riskleri tamamen elimine edilmiştir. Lazer kesim prosesine tam uyumlu olan bu geçmeli iskelet tasarımı, üretim aşamasında eksenel kaçıklıkları önleyerek yüksek geometrik hassasiyet sunmaktadır.

Gövde
04 — İniş Sistemi

İniş Takımı

İniş takımı sistemi, 11 kg ağırlığındaki İHA'nın iniş esnasında maruz kaldığı yükleri güvenli bir şekilde taşımak ve sönümlemek amacıyla, hafif ve yapısal olarak verimli bir konfigürasyonda tasarlanmıştır. Yer operasyonlarında kararlı bir yönlendirme, gelişmiş doğrultusal kontrol ile güvenilir kalkış ve iniş performansı sağlamak adına üç tekerlekli (tricycle) iniş takımı yerleşimi seçilmiştir. Bu konfigürasyon; yer manevraları sırasında yeterli boyuna ve yanal kararlılığı garanti edecek şekilde konumlandırılmış bir burun iniş takımı ile iki adet ana iniş takımından oluşmaktadır.

İniş takımının birincil yapısal elemanları; yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve mükemmel rijitlik sunan karbon fiber bileşenlerden üretilmiştir. Özellikle, U biçimli karbon fiber yapı; iniş darbelerinde esneklik ve enerji sönümleme yeteneklerini korurken verimli bir yük aktarma yolu sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Bu geometri, iniş yüklerinin daha geniş bir yapısal alana yayılmasına olanak tanıyarak bölgesel gerilme yığılmaları riskini azaltmakta ve aşırı darbe yüklerinin gövdeye aktarımını minimuma indirmektedir.

Sistemin yapısal bütünlüğünü ve güvenilirliğini doğrulamak adına, iniş takımı montajı gerekli yapısal ve fonksiyonel testlere tabi tutulmuştur. Test sonuçları, U biçimli karbon fiber yapının ve bağlantı arayüzlerinin, uygulanan iniş yüklerini kalıcı bir deformasyon veya yapısal hasar oluşmaksızın karşılayabildiğini doğrulamıştır. Sonuç olarak geliştirilen üç tekerlekli iniş takımı sistemi; kalkış, iniş ve yer operasyonları sırasında İHA'yı güvenle destekleyebilecek dayanıklı ve hafif bir çözüm sağlamaktadır.

İniş Takımı
05 — Kompozit & Kaplama

Dış Malzeme

Tasarlanan sabit kanatlı İnsansız Hava Aracı (İHA), 2.7 metre kanat açıklığı, 1.8 metre gövde uzunluğu ve yaklaşık 10 kg kalkış ağırlığı ile orta-büyük ölçekli operasyonel gereksinimleri karşılamak üzere optimize edilmiştir. Gövde mimarisinde yüksek mukavemet/ağırlık oranı, burulma rijitliği ve üretim kolaylığı kriterleri ön planda tutularak 3 mm kalınlığında havacılık sınıfı huş kontraplak ana yapısal malzeme olarak seçilmiştir.

Gövdenin genel tasarımı, aerodinamik yükleri en verimli şekilde sönümlemek adına yarı-monokok ve kafes kiriş geometrilerinin hibrit kombinasyonundan oluşmaktadır. Gövde yan panellerinde çapraz takviyeler, yüksek G'li dönüşlerde ve sert inişlerde maruz kalınacak eğilme ve burulma momentlerine karşı yapısal bütünlük sağlamaktadır. Kuyruğa doğru giden konik yapıdaki üçgen kafes geometrileri yoğun analizlere tabi tutulup yeterli burulma direncini göstermiştir. Kanat ana sparının gövdeden geçtiği bölgedeki perdeler takviye edilerek optimal yapısal denge kurulmuştur.

Ağırlık yönetimini optimize etmek amacıyla, ana yük taşımayan tüm ara perdelerde ve yan panellerde dairesel ve geometrik hafifletme boşlukları açılmıştır. Bu boşluklar, malzemenin anizotropik yapısı ve lif yönleri dikkate alınarak, gerilme yığılmalarını minimize edecek yarıçap değerleriyle tasarlanmıştır. Gövdenin yapısal güvenilirliği FEA (Sonlu Elemanlar Analizi) ile doğrulanmış; seyir hızı, maksimum hız ve dinamik iniş yükleri senaryoları altında statik ve dinamik analizlere tabi tutulmuştur.

dış malzeme
06 — Payload Sistemi

Drop Mekanizması

Faydalı yük bırakma (drop) mekanizmasının geliştirilme süreci, görev senaryosunun en kritik aşamalarından birini oluşturduğu için son derece titiz ve disiplinli bir mühendislik yaklaşımıyla yürütülmüştür. Bu doğrultuda, havacılık sektöründeki mevcut endüstriyel çözümler, uluslararası yarışma standartları ve diğer başarılı takımların mekanik tasarımları detaylı bir şekilde analiz edilerek işe başlanmıştır. Elde edilen veriler ışığında, sisteme etki edecek anlık aerodinamik kuvvetler, yükün serbest kalma anındaki ağırlık merkezi (CG) değişimleri ve servoların maruz kalacağı tork değerleri matematiksel olarak modellenmiştir. Görev yükünün belirlenen hedef noktaya milimetrik sapmalarla ve güvenli bir şekilde ulaştırılabilmesi adına, düşüş esnasında ulaşması gereken limit (terminal) hız değerleri ve bu hızı dengeleyecek aerodinamik gereksinimler hesaplanmıştır. Yapılan bu aerodinamik analizler ve sürüklenme katsayısı ($C_d$) değerlendirmeleri sonucunda, minimum salınım ve maksimum kararlılık sunan yarım küre (hemisphere) geometrisine sahip bir paraşüt sisteminin entegre edilmesine karar verilmiştir. Sistemin güvenilirliğini en üst düzeye çıkarmak amacıyla, "tasarım-üretim-test" döngüsü içerisinde çok sayıda bilgisayar destekli analiz (FEA ve CFD) gerçekleştirilmiştir. Takımın mühendislik eforunu ve iş yükünü, doğrudan uçuş platformunun yapısal optimizasyonuna ve bırakma mekanizmasının tetikleme hassasiyetine odaklamak amacıyla; paraşüt geometrisini sıfırdan üretmek yerine, havacılık standartlarında güvenilirliği ampirik olarak kanıtlanmış profesyonel bir hazır sistemin entegre edilmesi tercih edilmiştir. Atölye ortamında gerçekleştirilen prototip testlerinde, mekanizmanın elektronik tetikleme hızları, kilit sisteminin yük altındaki mukavemeti ve paraşütün açılma dinamikleri defalarca simüle edilmiştir. Yapılan statik ve dinamik yer testlerinin ardından sistem, uçuş esnasında maruz kalabileceği titreşim ve rüzgar yüklerine karşı tamamen optimize edilerek Kuzgun İHA'nın gövde altı yerleşim planına kusursuz ve kompakt bir şekilde entegre edilmiştir.

Drop

Özgünlük ve Yerlilik

Milli Teknoloji Hamlesi Vizyonuyla Takım Üretimi

Yapısal Üretim

İHA iskeletinde kullanılan huş kontrplaklar yerel tedarikçilerden sağlanıp sanayi desteği ile kesilmiştir. Kanat yüzeyleri için takımımız kendi MDF kalıplarını tasarlamış, THK kaplama filmi ve epoksi reçineler kullanılarak vakum infüzyon/karbon fiber serim işlemi bizzat takım üyelerince yapılmıştır.

Özgün Mekanizmalar

Hazır bir sistem kullanmak yerine, açılır-kapanır Tricycle iniş takımı kendi ürettiğimiz lineer motor ve yaylı mekanizma ile geliştirilmiştir. Aynı şekilde faydalı yük bırakma sistemi (servo kolları, telsiz kutusu) ve otonom kapak sistemi takımımız tarafından 3D baskı ile üretilip tasarlanmıştır.

 Teknik Dokümantasyon

ELEKTRONİK BİLGİLER

İnsansız hava aracımızın aviyonik ve yazılım mimarisine dair kapsamlı bilgiler.

Otonom Uçuş ve Çarpışma Önleme

Uçağımız, kalkıştan inişe kadar belirlenen yarışma sınırları içerisinde (boundaries) insan müdahalesi olmadan uçar. Geliştirdiğimiz Dubins Path Planning algoritması sayesinde rotasını otonom olarak çizerken, havadaki statik ve dinamik engelleri algılayıp bu engellerden güvenle kaçınma (Obstacle Avoidance) yeteneğine sahiptir.

Nesne Tespiti ve Sınıflandırma (ODCL)

Yarışmanın kalbi olan ODCL görevi için uçağımız detaylı alan taraması yapar. Özelleştirilmiş YOLOv8 modelimiz ile yerdeki alfanümerik şekilleri ve insan hedeflerini %98 doğrulukla tespit eder, özelliklerini sınıflandırır ve hedeflerin hassas küresel konumlarını (GPS) hesaplar.

Hassas Yük Bırakma (Air Delivery)

İHA, uçuş esnasında taşıdığı faydalı yükü (acil durum telsizi) hedeflenen bir noktaya otonom olarak indirmekle görevlidir. Kendi tasarladığımız gövde içi bırakma mekanizması; uçağın hızını, irtifasını ve anlık rüzgâr parametrelerini saniyede onlarca kez değerlendiren karmaşık bir balistik atış algoritması ile kusursuz bir senkronizasyonla çalışır.

Ortofoto Haritalama ve Birlikte Çalışabilirlik

Uçuş sırasında toplanan yüksek çözünürlüklü fotoğraflar birleştirilerek tek bir detaylı ortofoto haritası (Mapping) çıkarılır. "Interoperability" kuralları gereği İHA; telemetri verilerini ve tespit edilen hedeflerin konumlarını yarışma hakemlerinin sistemine özel ağlar üzerinden kesintisiz aktarır.

Gerçekçi Bir Afet Simülasyonu

ANATEK olarak SUAS 2026 görevini sadece otonom bir parkur olarak değil, iletişim ve lojistiğin koptuğu gerçek bir arama-kurtarma senaryosu olarak benimsedik. Sabit kanatlı İHA'mızın uzun menzil avantajını, ROS 2 tabanlı dağıtık yazılım mimarimizin işlem gücüyle birleştirerek; kriz anlarında sahadaki ekiplere havadan istihbarat ve kazazedelere doğrudan acil yardım ulaştıran uçtan uca çözüm sunuyoruz.

Otonom Görev Akışı

Sıfır İnsan Müdahalesi, Maksimum Hassasiyet

Aşama 1

Otonom Kalkış ve İntikal

Dar ve bozuk zeminlerde otonom kalkış gerçekleştirilir. İHA, Yer Kontrol İstasyonu (YKİ) tarafından uçuş öncesinde belirlenen koordinatlara otonom olarak seyrüsefer (waypoint navigation) yapar.

Aşama 2

Hedef Tespiti (YOLOv8)

Görev sahasına girildiğinde yapay zeka destekli görüntü işleme aktifleşir. %98 doğrulukla tespit edilen insan hedefleri üzerinde kamera stabilizasyonunu artırmak için dairesel bir yörünge (loiter) çizilir.

Aşama 3

Hassas Yük Bırakma

Sistem, anlık rüzgâr hızı, yönü ve irtifayı saniyede onlarca kez hesaplayan balistik bir atış algoritması kullanır. Hata payı en aza indiğinde telsiz/su gibi acil durum yükleri otonom olarak serbest bırakılır.

Aşama 4

Ortofoto Haritalama

Görev bölgesindeki veriler geliştirmiş olduğumuz özel algoritmamızla işlenerek bölgenin güncel, yüksek çözünürlüklü ortofoto haritası (mapping) çıkarılır ve kurtarma ekiplerine iletilir.

Aşama 5

Güvenli İniş ve Fail-Safe

Çift GPS sensörü ile "GPS Blend" yapısı kullanılır. Görev bitiminde kalkış noktasına otonom iniş yapılır. Sinyal kopması durumunda EKF Dead-Reckoning algoritmaları devreye girerek güvenliği sağlar.

Aviyonik ve Yazılım Mimarisi

ROS 2 Altyapısı, Gelişmiş Sensör Füzyonu ve Yapay Zeka

Dağıtık Yazılım: ROS 2 & Otopilot Entegrasyonu

Geleneksel İHA sistemlerinin aksine, SUAS 2026 konseptimiz düşük seviye uçuş dinamikleri ile yüksek seviye yapay zeka karar algoritmalarını birbirinden izole eden dağıtık bir mimari üzerine kuruludur. Uçuş stabilitesi, motor kontrolleri ve sensör füzyonu (EKF2) Pixhawk Cube Orange+ tarafından yönetilirken; nesne tespiti, otonom rota planlama ve faydalı yük atış kararları Nvidia Jetson Orin NX görev bilgisayarında koşturulmaktadır. İki donanım arasındaki köprü, düşük gecikmeli veri transferi sağlayan uXRCE-DDS ve ROS 2 (Robot Operating System) düğümleri ile kurulur.

Yapay Zeka ve ODCL: Uçağımızın alt gövdesine entegre edilmiş yüksek çözünürlüklü HUATENG SUA202GC-T kamera, saniyede 30 kare (FPS) görüntüyü doğrudan Jetson'a aktarır. Kendi oluşturduğumuz veri setleriyle eğitilmiş YOLOv8 algoritmamız, uçuş esnasında yerdeki standart olmayan hedefleri (ODCL) gerçek zamanlı olarak sınıflandırır, renklerini analiz eder ve LiDAR'dan gelen irtifa verilerini kullanarak hedeflerin yeryüzündeki GPS koordinatlarını santimetre hassasiyetiyle hesaplar.

Dinamik Rota ve Balistik Atış: Uçuş rotası statik değildir. İHA, görev sahasındaki sanal no-fly zone (uçuşa yasak alan) silindirlerini algılayarak Dubins Path Planning algoritmasıyla kendine sürekli yeni ve güvenli bir rota çizer. Yük bırakma anında ise (Airdrop); rüzgar hızı (Pitot tüpü verisi), İHA'nın hızı ve yüksekliği kullanılarak yazılım ekibimizin geliştirdiği kinematik balistik denklemleri çözülür ve otonom kapak mekanizmasına tam zamanında "bırak" sinyali (CAN bus üzerinden) gönderilir.

Elektronik Donanım Envanteri Detaylı bilgi için listedeki elemanlara tıklayın.

Birim Marka / Model
Uçuş Kontrolcüsü Pixhawk Cube Orange+
Görev Bilgisayarı (AI) Nvidia Jetson ORIN NX
Telemetri RFD 868x
Görüntü / Veri Hattı SIYI HM30 Air Unit
Küresel Konumlama Here 3 GPS (RTK)
Mesafe Ölçüm (LiDAR) Lightware SF11-C
Görüntü İşleme Kamerası HUATENG SUA202GC-T
Motor T-Motor AT5230 200KV
 Sistem Bileşenleri

Elektronik Bilgiler

Uçuş kontrol mimarisinden sensör füzyonuna, rota planlamadan görüntü işlemeye tüm elektronik sistemlerimiz.

01 — Uçuş Kontrol Yazılımı

PX4 ve Mimari

SUAS 2026 (Student Unmanned Aerial Systems) yarışmasının zorlu görev gereksinimlerini en üst düzeyde karşılamak ve tam otonom operasyon kabiliyetini maksimize etmek amacıyla, insansız hava aracımızda (İHA) endüstri standardı açık kaynaklı uçuş kontrol yazılımı olan PX4 Autopilot'u merkeze alan ve çift katmanlı işlem gücüne dayanan oldukça gelişmiş bir sistem mimarisi kullanıyoruz. Gelişen teknolojiyle birlikte insansız hava araçlarının sadece uçmaktan öte, çevresini algılayan ve bağımsız kararlar alabilen akıllı robotlara dönüşmesi gerekliliği, tasarım felsefemizin temelini oluşturmaktadır. Bu doğrultuda sistemimizin kalbinde yer alan PX4 Autopilot; aracımızın rüzgarlı hava koşullarında, ani rüzgar sapmalarında ve değişken aerodinamik zorluklarda bile üstün bir kararlılıkla (stabilite) uçmasını sağlayan son derece gelişmiş sensör füzyonu algoritmaları ve uçuş dinamiği kontrolcülerine sahiptir. Aracın dengede kalması, motorlara doğru sinyallerin gönderilmesi, anlık GPS verilerinin işlenmesi, kalkış-iniş manevralarının hassas bir şekilde gerçekleştirilmesi ve acil durumlarda eve dönüş (Return to Launch - RTL) gibi hayati güvenlik prosedürlerinin kusursuzca işletilmesi tamamen bu düşük seviyeli (low-level) uçuş kontrol kartı tarafından yönetilmektedir. Ancak SUAS yarışmasının doğası gereği sadece başarılı bir uçuş gerçekleştirmek yeterli değildir; sistemin aynı zamanda otonom olarak geniş alanları haritalaması, yerdeki spesifik hedefleri (alfanümerik karakterler, renkler ve şekiller) yüksek doğrulukla tespit etmesi ve belirlenen noktalara otonom faydalı yük bırakması gerekmektedir. İşte bu noktada mimarimizin ikinci ve en güçlü katmanı olan "Görev Bilgisayarı" (Companion Computer) devreye girmektedir. Uçuş kontrolcüsü ile eşzamanlı olarak çalışan bu yüksek işlem kapasiteli ünite, ROS 2 (Robot Operating System 2) altyapısı üzerinde koşarak sistemin zekasını oluşturur. Üzerine entegre edilen yüksek kare hızlı endüstriyel kameralar, Lidar sensörleri ve RTK (Real Time Kinematic) GPS modüllerinden gelen devasa boyuttaki veriler, bu görev bilgisayarı üzerindeki yapay zeka ve derin öğrenme (deep learning) algoritmaları ile gerçek zamanlı olarak işlenir. Bu iki farklı dünya, yani PX4’ün yönettiği uçuş dinamikleri ile ROS 2’nin yönettiği yapay zeka katmanı, MAVLink adı verilen son derece güvenilir, düşük gecikmeli ve endüstri standardı bir haberleşme protokolü üzerinden birbiriyle sürekli ve kesintisiz bir iletişim halindedir. Görev bilgisayarında koşan yapay zeka modeli yerdeki bir hedefi tespit ettiğinde, gerekli rota düzeltme veya yük bırakma komutunu anında MAVLink üzerinden PX4'e ileletir ve hava aracı bu kararı milisaniyeler içinde fiziksel bir harekete dönüştürür. Uçuş sırasındaki tüm bu karmaşık veriler, telemetri ve yüksek bant genişliğine sahip video aktarım sistemleri aracılığıyla eşzamanlı olarak Yer Kontrol İstasyonuna (Ground Control Station - GCS) aktarılır. Böylece yerdeki operatörler, aracın hem uçuş sağlığını hem de görev başarı durumunu anlık olarak izleyebilirler. Sonuç olarak kurduğumuz bu esnek, modüler, güncellenebilir ve donanım açısından zenginleştirilmiş hibrit yazılım/donanım mimarisi, SUAS 2026 organizasyonundaki tüm operasyonel beklentileri en hassas ve hızlı şekilde yerine getirmek üzere özel olarak tasarlanmıştır.

PX4 Mimari Görseli
02 — Ölçüm Birimi

IMU ve Sensör Füzyonu

SUAS 2026 yarışmasının gerektirdiği santimetre altı hassasiyetteki otonom uçuş performansını elde edebilmek için, insansız hava aracımızda (İHA) son derece gelişmiş bir Ataletsel Ölçüm Birimi (IMU - Inertial Measurement Unit) ve kusursuz çalışan bir sensör füzyonu (sensor fusion) algoritması kullanmaktayız. Aracımızın havada tam olarak nerede olduğunu, hangi açıyla durduğunu ve ne kadar hızlandığını saniyenin binde biri gibi inanılmaz sürelerde hesaplayabilmesi, güvenli bir operasyonun en temel şartıdır. Bu bağlamda sistemimizin kalbinde yer alan IMU; temel olarak ivmeölçer (accelerometer), jiroskop (gyroscope) ve manyetometre (pusula) bileşenlerinden oluşur. İvmeölçer aracın üç eksendeki doğrusal ivmelenmesini, jiroskop açısal dönüş hızlarını, manyetometre ise dünyanın magnetic alanına göre yönelimini ölçer. Uçuş kontrolcümüz, bu sensörlerden gelen ham verileri okuyarak aracın uzaydaki anlık duruşunu (attitude) ve pozisyonunu anlamlandırır. Ancak gerçek dünya koşullarında, sadece IMU'dan gelen ham verilerle uzun süreli ve stabil bir otonom uçuş gerçekleştirmek fiziksel olarak imkansızdır. İHA motorlarının yarattığı yüksek frekanslı titreşimler, elektronik gürültüler, sıcaklık değişimleri ve jiroskop sapmaları (drift) gibi faktörler, zaman ilerledikçe IMU verilerinin doğruluğunu hızla bozar. İşte tam bu noktada, otonom sistemlerin en büyük mühendislik başarılarından biri olan "Sensör Füzyonu" (Sensor Fusion) teknolojisi devreye girer. Sensör füzyonu, aracın üzerinde bulunan IMU, GPS, barometre (irtifa ölçer) ve hız ölçüm sensörleri (pitot tüpü veya optik akış kameraları) gibi farklı karakteristiklere sahip donanımlardan gelen tüm verilerin, matematiksel bir potada eritilerek tek ve en doğru sonucun elde edilmesi işlemidir. PX4 uçuş kontrol yazılımı içerisinde çalışan Genişletilmiş Kalman Filtresi (EKF - Extended Kalman Filter), bu füzyon işleminin beyni konumundadır. Kalman Filtresi, sadece sensörlerden gelen verileri toplamakla kalmaz; aynı zamanda sistemin fiziksel hareket modelini kullanarak aracın bir sonraki an nerede olması gerektiğini sürekli olarak tahmin (predict) eder. Eğer GPS'ten gelen veri ile IMU'dan gelen veri arasında bir çelişki varsa, sistem hangi sensöre ne kadar güvenmesi gerektiğini olasılıksal (probabilistic) algoritmalarla hesaplayarak olası bir yönelim kaybının (disorientation) önüne geçer. Örneğin; yarışma sırasında aracımız yoğun bir manyetik parazite maruz kalırsa veya kısa süreli GPS sinyal kaybı yaşarsa, sensör füzyonu algoritması anında diğer sensörlerin (IMU ve barometre) ağırlığını artırarak otonom uçuşun santim sapmadan güvenle devam etmesini sağlar. SUAS görevlerindeki hedef tespit, hassas haritalama ve havadan yük bırakma gibi operasyonların mutlak doğruluğu, saniyede yüzlerce kez tekrarlanan bu kusursuz sensör füzyonu sürecine doğrudan bağlıdır.

IMU Görseli
03 — Konum & Navigasyon

GPS ve RTK

Bir İHA'nın gökyüzünde saniyede onlarca metre kat ederken kendi konumunu birkaç metre değil birkaç santimetre hassasiyetle bilmesi gerekebilir. Otonom iniş yapan, önceden tanımlanmış bir rotayı milimetrik sapmalarla takip etmesi beklenen ya da tam da doğru noktaya bir yük bırakması gereken bir sistem için "yaklaşık konum" yeterli değildir. Böyle durumlarda standart GPS verisi yetersiz gelmeye başlar ve devreye RTK (Real-Time Kinematic) girer. GPS alıcımız, uydulardan gelen sinyallerin bize ulaşma süresini ölçerek İHA’nın konumunu hesaplar. Ancak bu sinyaller atmosferden geçerken iyonosfer ve troposferden kaynaklanan gecikmelerden, çoklu yansımalardan ve uydu saat hatalarından etkilenir. Sonuç olarak elimizde genellikle 3-10 metre arasında bir hata payı kalır. Bir otomobil için bu kabul edilebilir olsa da otonom bir İHA'nın hassas iniş yapması veya belirli bir rotayı santimetrik doğrulukla takip etmesi için yeterli değildir. RTK'nın temel fikri, sabit bir konumda bir nevi "baz istasyonu" oluşturmaktır. Bu istasyon, aktifleştirildiği ilk anlarda kendi konumunu yüksek doğrulukla hesaplamak için çeşitli uydu sinyallerini sürekli olarak ölçer. Tam konumunu en düşük hata payıyla bulduktan sonra kilitleme moduna geçer. Bu noktadan sonra bir referans konum gibi davranabilir. Gerçek konumu ile hesapladığı konum arasındaki farktan bir "düzeltme sinyali" üretir. Bu düzeltme, hareket halindeki alıcıya (bizim İHA'mıza) kablosuz olarak, genellikle telemetri radyosu veya internet üzerinden, anlık olarak aktarılır. İHA, kendi ham GPS verisini bu düzeltmeyle birleştirip, kod tabanlı ölçüm yerine sinyalin taşıyıcı faz bilgisini kullanarak konumunu 1-2 santimetreye kadar hassaslaştırır. İşte tam da bu faz tabanlı yaklaşım, hassasiyeti bir üst seviyeye taşıyan kritik noktadır. Bizim projemizde PX4/Pixhawk tabanlı sistemde RTK desteği, özellikle otonom iniş, waypoint takibi ve hassas görev planlaması için kritik önem taşıyor. RTK ile İHA arasındaki mesafe arttıkça düzeltme sinyalinin doğruluğu da bir miktar azalır (buna "baseline" mesafesi denir). Bu yüzden baz istasyonunun konumu ve menzili operasyon planlamasında mutlaka dikkate alınmalıdır. Özetle RTK, GPS ile elde edilen konum verisini bir referans noktası görevi görerek hassaslaştırmamızı sağlayan bir konumlandırma cihazıdır.

GPS
04 — Motor Sürücü Sistemi

ESC ve Fırçasız Motorlar

SUAS 2026 yarışmasının zorlu uçuş profillerini, ağır faydalı yük taşıma kapasitesini (payload) ve rüzgarlı hava şartlarındaki agresif manevra gereksinimlerini karşılamak için, hava aracımızın itki sistemini yüksek performanslı fırçasız motorlar (Brushless DC Motors - BLDC) ve akıllı Elektronik Hız Kontrolcüleri (ESC - Electronic Speed Controller) üzerine inşa ettik. İnsansız hava araçlarında geleneksel fırçalı motorların yerine fırçasız motorların tercih edilmesinin en büyük sebebi, sürtünmeye dayalı mekanik parçaların (fırçaların) ortadan kaldırılmasıyla elde edilen muazzam verimlilik ve dayanıklılıktır. Fırçasız motorlar, çok daha yüksek bir "güç-ağırlık" oranına sahip olup, minimum enerji kaybı ile maksimum kaldırma kuvveti (thrust) üretirler. Yarışma kapsamında taşıyacağımız yükleri güvenle havalandırmak ve görev alanına hızla ulaşmak için özel olarak seçilen düşük KV (rpm/volt) değerine sahip tork odaklı fırçasız motorlarımız, geniş çaplı pervanelerle birleşerek uçuş süresini ve aerodinamik verimliliği en üst noktaya taşımaktadır. Ancak fırçasız motorlar, yapıları gereği doğrudan bir bataryaya bağlanarak çalıştırılamazlar; dönme hareketini başlatmak ve sürdürmek için üç fazlı (3-phase) ve son derece hassas zamanlamaya sahip bir alternatif akım döngüsüne ihtiyaç duyarlar. İşte sistemimizin kas gücünü kontrol eden asıl teknoloji olan Elektronik Hız Kontrolcüleri (ESC) burada devreye girer. ESC'ler, İHA'nın güç kaynağı olan Li-Po bataryalardan aldıkları doğru akımı (DC), motorun sargılarını sırayla mıknatıslandıracak şekilde üç fazlı alternatif akıma dönüştürürler. Bu dönüştürme işlemi saniyede binlerce kez gerçekleşir ve motorun RPM (dakikadaki devir sayısı) değerini milimetrik bir hassasiyetle kontrol eder. SUAS operasyonlarında otonom uçuşun stabilitesi, uçuş kontrolcümüz (PX4) ile ESC'ler arasındaki iletişimin hızına doğrudan bağlıdır. Olası bir rüzgar dalgalanmasında aracın dengesini korumak için PX4, hangi motorun ne kadar hızlanması veya yavaşlaması gerektiğini hesaplar ve bu komutu anında ESC'lere iletir. Sistemimizde, klasik analog PWM sinyalleri yerine endüstri standardı olan DShot gibi yüksek çözünürlüklü ve tamamen dijital haberleşme protokolleri kullanılmaktadır. Bu sayede uçuş kontrolcüsünden gelen komutlar, mikrosaniyeler mertebesinde ve sıfır veri kaybıyla ESC'ye ulaşır; ESC de anında fırçasız motora giden akımı güncelleyerek hava aracının mükemmel dengede kalmasını sağlar. Kısacası, otonom yapay zeka algırmalarımızın ürettiği matematiksel kararlar, ESC ve fırçasız motor ikilisinin eşsiz senkronizasyonu sayesinde gökyüzünde gerçeğe dönüşmektedir.

Motor
05 — Robot İşletim Sistemi

ROS

SUAS 2026 yarışmasının gerektirdiği üst düzey otonomi, karmaşık görev yönetimi ve gerçek zamanlı veri işleme ihtiyaçlarını karşılamak üzere, hava aracımızın "beynini" oluşturan görev bilgisayarında Robot İşletim Sistemi (ROS - Robot Operating System) mimarisini kullanıyoruz. İsminde "işletim sistemi" geçmesine rağmen geleneksel anlamda bir işletim sistemi olmayan ROS; sensörler, algoritmalar ve donanım bileşenleri arasında kusursuz bir iletişim sağlayan son derece esnek, modüler ve güçlü bir yazılım çerçevesidir (framework). Özellikle modern otonom sistemler için endüstri standardı haline gelen güncel ROS 2 sürümünü tercih etmemizin temel nedeni, sahip olduğu DDS (Data Distribution Service) altyapısı sayesinde ağ üzerindeki veri paketlerini minimum gecikme ve sıfır kayıpla aktarabilmesi, dolayısıyla gerçek zamanlı (real-time) kararlar alınmasına olanak tanımasıdır. Sistemimizde ROS 2, hava aracının gözleri konumundaki endüstriyel kameralar, Lidar, navigasyon sistemleri ve PX4 uçuş kontrolcüsü arasında adeta bir sinir sistemi görevi görür. ROS mimarisi "düğüm" (node) adı verilen bağımsız program parçacıklarının "konu" (topic) adı verilen kanallar üzerinden haberleşmesi (Yayıncı/Abone - Publisher/Subscriber) mantığına dayanır. Örneğin; kameradan görüntüyü alan düğüm bu ham veriyi ağa yayınlar, görüntü işleme ve yapay zeka (YOLO) algoritmalarını çalıştıran başka bir düğüm bu veriyi alarak yerdeki SUAS hedeflerini (harfler, şekiller) tespit eder. Tespit işlemi tamamlandığında, hedef koordinatlarını hesaplayan navigasyon düğümü devreye girerek MAVROS (MAVLink-ROS köprüsü) üzerinden PX4'e yönlendirme veya otonom faydalı yük bırakma komutlarını iletir. Bu dağıtık ve modüler yapı, projemize inanılmaz bir esneklik kazandırmaktadır. Sistemdeki herhangi bir sensörü değiştirmek veya yeni bir yapay zeka algoritması eklemek istediğimizde, tüm kodu baştan yazmak yerine sadece ilgili ROS düğümünü güncellememiz yeterli olmaktadır. Ayrıca ROS'un sunduğu Gazebo ve rviz gibi güçlü simülasyon ve görselleştirme araçları sayesinde, yazdığımız otonom uçuş algoritmalarını ve görev senaryolarını aracı fiziksel olarak uçurmadan önce sanal ortamda binlerce kez test edebiliyoruz. Sonuç olarak ROS 2, sadece farklı donanım ve yazılımları bir araya getiren bir köprü değil; İHA'mızın çevresini algılamasını, anlamlandırmasını ve insan müdahalesi olmadan en doğru stratejik kararları almasını sağlayan yapay zeka ekosistemimizin ta kendisidir.

ROS
06 — Simülasyon Ortamları

Gazebo, SITL, HITL

SUAS yarışma projemiz için, gerçek uçuş testlerinden önce hava aracımızı ve görev konseptimizi test etmek amacıyla simülasyondan yararlandık. Bu süreçteki temel aracımız Gazebo oldu. Gazebo; üç boyutlu ortamlar oluşturabilen; araç hareketlerini, fiziği, sensörleri ve nesnelerle olan etkileşimleri simüle edebilen bir robotik simülasyon platformudur. Doğrudan saha testlerine kıyasla sistemimizi daha güvenli, hızlı ve tekrarlanabilir bir şekilde geliştirmemize ve test etmemize olanak tanıdığı için bu aracı tercih ettik. Başlangıç noktası olarak, Gazebo'da hazır bulunan RC Cessna sabit kanatlı modelini kullandık. Bu modeli kendi hava aracımıza mümkün olduğunca benzer hale getirmek için kodunu ve konfigürasyonunu modifiye ettik. Hava aracına özgü parametreleri değiştirerek ve modeli görev gereksinimlerimize uyarlayarak, projemiz için daha gerçekçi bir test platformu oluşturduk. Ayrıca, kütlesi görev için planlanan yardım paketini temsil eden küresel bir faydalı yük (payload) modeli ekledik. Bu sayede, gerçek bir hava aracında test etmeden önce faydalı yük bırakma (payload release) senaryosunu gözlemleme ve değerlendirme fırsatı bulduk. Hava aracı modeline ek olarak, yarışma odaklı bir simülasyon dünyası (simulation world) geliştirdik. Açık hava ortamı yaratmak amacıyla çevreye çim, gökyüzü ve güneş ışığı ekledik. Ayrıca, simüle edilen alanı olası bir arama, kurtarma ve yardım dağıtım senaryosuna daha benzer hale getirmek için çadırlar, hasarlı veya yıkılmış binalar ve bir insan modeli yerleştirdik. Böyle bir dünya oluşturmak, görevimizi beklenen yarışma koşullarına daha yakın bir ortamda incelememize yardımcı oldu. Uçuş yazılımı ve görev testleri için, Gazebo ile birlikte PX4 Software-in-the-Loop (SITL) konfigürasyonunu kullandık. SITL mimarisinde, PX4 uçuş yazılımı bilgisayarda çalışırken Gazebo da hava aracını ve çevreyi simüle eder. Hava aracını izlememize, komutlar göndermemize ve görevi takip etmemize olanak tanıyan sistemi QGroundControl'e bağladık. Simülasyonda kalkış yapabildik, görevi icra ettik ve yazılımımız ile görev mantığımızın doğru çalışıp çalışmadığını kontrol edebildik. Ayrıca, Cube Orange uçuş kontrol kartımızı bağlayarak ilk donanım entegrasyonu adımlarını inceledik. Bu çalışma, Hardware-in-the-Loop (HITL) testleri ile ilişkiliydi. HITL mimarisinde, gerçek uçuş kontrol kartı uçuş yazılımını çalıştırırken hava aracı ve çevre simüle edilmeye devam eder. Bu nedenle HITL; gerçek donanım davranışını, haberleşmeyi, zamanlamayı ve konfigürasyonu gerçek bir uçuşun riskleri olmadan test etmeye yardımcı olabilir. Genel olarak Gazebo, SITL ve HITL, SUAS hava aracımız için daha güvenli ve sistematik bir geliştirme sürecini desteklemektedir.

Gazebo Simülasyon
07 — Haberleşme Protokolü

MAVLink ve QGroundControl

MAVLink ve QGroundControl (Haberleşme ve Kontrol) Genel Bilgilendirme MAVLink (Micro Air Vehicle Link), 2009'da ortaya çıkmış, insansız hava araçlarıyla yer istasyonu arasındaki konuşmayı yürüten hafif bir haberleşme protokolüdür ve o günden beri bu alanda âdeta bir standart hâline gelmiş. Bugün büyük otopilot sistemlerinin büyük çoğunluğu bir şekilde MAVLink konuşuyor. En büyük artısı çok az bant genişliğiyle çalışabilmesi; yani zayıf bir telemetri bağlantısında bile aracın konumunu, hızını, irtifasını, batarya seviyesini ve uçuş modunu düzenli olarak yere iletebiliyor. Buna ek olarak haberleşme tek yönlü de değil: yer istasyonundan araca görev yükleyebiliyor, uçuş modunu değiştirebiliyor ya da kalkış-iniş komutu gönderebiliyorsunuz. Gönderilen her paketin hata denetiminden geçmesi de kritik uçuş verisinin yolda bozulmadan gitmesini önemli ölçüde güvenceye alıyor. Protokolün bu kadar yaygınlaşmasının bir sebebi de bu güvenilirlik; bir veri kaybolduğunda sistem bunu fark edebiliyor. QGroundControl ise bu protokolü kullanan açık kaynaklı bir yer kontrol istasyonu yazılımı. PX4 ve ArduPilot tabanlı otopilotlarla uyumlu çalışıyor ve hem masaüstünde hem tablet üzerinde kullanılabiliyor. Bunun artısı uçuştan önce yapılması gereken kalibrasyonları, parametre ayarlarını, görev planlamasını ve canlı telemetri takibini tek bir ekranda topluyor. Harita üzerinden waypoint koyarak otonom görev oluşturabiliyor, uçuş boyunca aracı anlık izleyebiliyor, iniş sonrası da logları açıp olan biteni rahatça inceleyebiliyorsunuz. Bu yönüyle sadece bir kontrol aracı değil, aynı zamanda bir analiz ve hata ayıklama ortamı olarak da iş görüyor. Takımımız Neyi Neden Kullanıyor? Biz otopilot mimarimizi PX4 üzerine kurduğumuz için haberleşmede MAVLink neredeyse doğal tercih oldu; ikisi zaten birbiriyle uyumlu çalışacak şekilde tasarlanmış. Protokolün hafif ve standart olması, ROS tarafındaki yazılımımızla veri alışverişini de kolaylaştırıyor. Bu sayede otonom görev sırasında aracın ne durumda olduğunu neredeyse gecikmesiz görebiliyoruz, ki test aşamasında bunun değeri gerçekten büyük. Yer istasyonu tarafında QGroundControl'de karar kılmamızın iki basit sebebi var: PX4 ile resmi olarak uyumlu olması ve açık kaynak olması. Açık kaynak olması, ihtiyaç duyduğumuzda arayüzü kendi görevimize göre şekillendirme esnekliği de veriyor. Görev rotalarımızı harita üzerinde önceden çiziyor, sensör ve motor kalibrasyonlarını buradan hallediyor, uçuş sırasında telemetriyi canlı takip ederek testleri daha güvenli yürütüyoruz. Uçuş bittiğinde tuttuğu loglar da hem performansı ölçmede hem de bir sorun çıktıysa nerede çıktığını bulmada işimizi ciddi anlamda kolaylaştırıyor.

QGroundControl
08 — Özerk Navigasyon

Dubins Rota Planlama

SUAS 2026 yarışmasındaki en kritik zorluklardan biri, hava aracının hedef noktalara sadece ulaşması değil, bu noktalara doğru açı, doğru hız ve doğru yönelimle (heading) girmesidir. Sabit kanatlı veya yüksek hızda seyreden hibrit İHA'lar, havada bir helikopter gibi aniden durup kendi etraflarında dönemezler; aerodinamik yapıları gereği fiziksel bir "minimum dönüş yarıçapına" (minimum turning radius) sahiptirler. Aracın bu kinematik kısıtlamalarını (non-holonomic constraints) göz önüne alarak, iki nokta arasındaki en kısa ve uçulabilir rotayı hesaplamak için otonom yazılım mimarimizde "Dubins Rota Planlama" (Dubins Path Planning) algalgoritmalarını kullanıyoruz. Matematikçi Lester Eli Dubins tarafından geliştirilen bu teorem, sadece ileriye doğru hareket edebilen ve maksimum bir dönüş açısı sınırı olan bir aracın, uzaydaki A noktasından B noktasına giderken izleyebileceği en kısa yolun, düz çizgiler (S - Straight) ve maksimum dönüş açısındaki kavislerden (C - Curve) oluştuğunu kanıtlar. Bu yaklaşımda rotalar; Sağ-Düz-Sağ (RSR), Sol-Düz-Sol (LSL) veya Sağ-Sol-Sağ (RLR) gibi belirli kavis ve doğrusal hareket kombinasyonlarıyla hesaplanır. Sistemimiz, belirlenen hedef koordinata gitmeden önce uçuş kontrolcüsüne aracın maksimum yatış açısını (bank angle) ve seyir hızını baz alarak saniyenin kesirleri içinde olası tüm Dubins kombinasyonlarını hesaplatır ve enerji açısından en verimli, fiziksel olarak en pürüzsüz (smooth) rotayı seçer. Dubins rotalarının SUAS projemizdeki asıl hayati rolü, "Hedef Tespit ve Haritalama" ile "Otonom Yük Bırakma" (Airdrop) görevlerinde ortaya çıkar. Örneğin, faydalı yükün hedef bölgeye isabetli bir şekilde bırakılabilmesi için aracın hedefe rastgele bir kavisle değil, kanatları tamamen yere paralel ve stabil bir hızda, tam doğru vektörden yaklaşması gerekir. Dubins algalgoritmamız, İHA'nın hedefe gelmeden metreler öncesinde doğru rotaya girmesini (line-up) sağlayacak yaklaşım kavislerini (approach paths) otonom olarak oluşturur. ROS 2 üzerinde koşan bu planlama mimarisi, keskin dönüşlerde oluşabilecek stall (perdövites) veya aşırı hız (overshoot) risklerini tamamen ortadan kaldırırken, aynı zamanda arama alanının taranması sırasında paralel uçuş hatlarının (lawnmower pattern) birbirine en yumuşak kavislerle bağlanmasını sağlayarak operasyonel uçuş süremizi maksimuma çıkarır.

Dubins Rota Planlama
09 — Yapay Zeka & Bilgisayar Görmesi

Görüntü İşleme

SUAS 2026 yarışmasındaki en çok puan getiren ve teknik olarak en zorlayıcı görevlerin başında "Nesne Tespiti, Sınıflandırma ve Konumlandırma" (ODLC - Object Detection, Localization, and Classification) gelmektedir. Hava aracımız, yüzlerce fit yükseklikte saatte onlarca kilometre hızla uçarken, geniş bir arazideki spesifik hedefleri (örneğin yeşil bir üçgen içindeki kırmızı bir 'A' harfini) insan gözünden çok daha hızlı ve hatasız bir şekilde bulmak zorundadır. Bu zorlu görevi başarmak için sistemimize, gücünü derin öğrenme (deep learning) algoritmalarından ve yüksek donanımlı optik sensörlerden alan son derece gelişmiş bir görüntü işleme (computer vision) mimarisi entegre ettik. Görüntü işleme ardışık düzenimizin (pipeline) ilk aşaması, yüksek kaliteli veri toplamaktır. Bunun için aracımızda, saniyede 165 kare (FPS) çekebilen ve "Global Shutter" teknolojisine sahip endüstriyel sınıf bir kamera kullanıyoruz. Standart kameraların aksine Global Shutter sensörler, görüntünün tamamını aynı anda yakalayarak yüksek hızlı uçuşlarda oluşan jöle etkisini (rolling shutter) ve hareket bulanıklığını (motion blur) tamamen ortadan kaldırır. Kameradan gelen bu pürüzsüz ve yüksek çözünürlüklü ham görüntüler, ROS 2 ağı üzerinden doğrudan Görev Bilgisayarındaki (Companion Computer) grafik işlem birimine (GPU) aktarılır. GPU üzerinde gerçek zamanlı olarak çalışan YOLO (You Only Look Once) tabanlı evrişimli sinir ağlarımız (CNN), saniyeler içinde devasa bir piksel yığınını analiz eder. Algoritmamız sadece nesneyi bulmakla kalmaz; hedefin geometrik şeklini, zemin rengini, üzerindeki alfanümerik karakteri ve bu karakterin rengini eşzamanlı olarak sınıflandırır. İşlem burada bitmez; sistemimizin en can alıcı yeteneği "Konumlandırma"dır. Görüntü işleme yazılımımız, hedefi pikseller üzerinde tespit ettiği an, PX4 uçuş kontrolcüsünden gelen anlık GPS koordinatlarını, İHA'nın yatış açılarını (roll, pitch, yaw) ve kameranın görüş açısını (FOV) karmaşık trigonometrik matrislerle birleştirir. Böylece yerdeki hedefin piksel koordinatları, santimetre hassasiyetinde gerçek dünya enlem ve boylam değerlerine (GPS koordinatlarına) dönüştürülür. Tüm bu uçtan uca görüntü işleme ve yapay zeka çıkarım süreci, göz açıp kapayıncaya kadar tamamlanarak hedeflere ait koordinat ve görüntü verileri anında Yer Kontrol İstasyonuna iletilir.

Görüntü İşleme
10 — Haritalama & Fotogrametri

Aerial Image Stitching & Mapping

SUAS 2026 yarışmasının en önemli istihbarat ve keşif adımlarından biri olan "Haritalama" (Mapping) görevi, otonom sistemimizin havadan yeryüzünün yüksek çözünürlüklü ve koordinatlandırılmış bir dijital ikizini çıkarma sürecidir. Belirlenen geniş operasyon alanındaki hedeflerin tam konumlarını tespit edebilmek ve çevresel engelleri analiz edebilmek için aracımız, gelişmiş fotogrametri teknikleri kullanarak detaylı bir ortomozaik (orthomosaic) harita oluşturmaktadır. Bu harita, basit bir hava fotoğrafından farklı olarak; perspektif bozulmalarının giderildiği, her pikselinin gerçek dünyada kesin bir GPS koordinatına karşılık geldiği, ölçülebilir ve topografik doğruluk içeren devasa bir görsel veri bütünüdür. Haritalama sürecinin başarısı, kusursuz bir uçuş planlamasına ve santimetre altı hassasiyette konumlandırmaya dayanır. Uçuş kontrolcümüz (PX4), haritalanacak bölgeyi taramak için otonom olarak birbirine paralel uçuş hatları (lawnmower pattern) oluşturur. Bu hatlar üzerinde ilerleyen aracımız, elde edilecek haritanın pürüzsüz bir şekilde birleştirilebilmesi için %80 ileri ve %80 yanal bindirme (overlap) oranlarıyla sistematik fotoğraflar çeker. Uçuş irtifası ve hızımız, yerdeki her bir pikselin gerçek dünyada kaç santimetreye denk geldiğini ifade eden GSD (Ground Sample Distance) değerini yarışma standartlarının öngördüğü en keskin seviyede tutacak şekilde optimize edilmiştir. Bu görevde en büyük avantajımız, sistemimize entegre ettiğimiz RTK (Real Time Kinematic) GPS modülü ve Global Shutter özellikli endüstriyel kameramızın eşsiz uyumudur. Kamera deklanşöre her bastığında, RTK GPS o anki enlem, boylam ve irtifa verilerini saniyenin binde biri hassasiyetle fotoğrafın EXIF verisine (geotagging) kaydeder. Global Shutter sensör sayesinde hareket halindeyken bile sıfır bulanıklıkla çekilen yüzlerce yüksek çözünürlüklü kare, fotogrametri yazılımları tarafından saniyeler içinde işlenerek tek bir devasa haritaya dönüştürülür. Bu sayede yer istasyonundaki operatörlerimiz, operasyon sahasının en güncel, en net ve koordinat açısından en güvenilir dijital haritası üzerinden otonom yük bırakma veya kurtarma gibi stratejik kararları milimetrik bir güvenle alabilmektedir.

Haritalama
11 — Engel Algılama

Lidar

SUAS 2026 yarışmasının dinamik ve sürprizlerle dolu operasyon sahasında hava aracımızın sadece "görmesi" değil, çevresini üç boyutlu (3D) olarak "hissetmesi" de hayati önem taşır. Bu derinlik algısını yaratmak ve çevresel engelleri kusursuz bir şekilde analiz edebilmek için sistemimize entegre ettiğimiz en kritik teknolojilerden biri LiDAR'dır (Light Detection and Ranging). Standart optik kameralar ortamın ışığına, gölgelsine ve renklere bağımlı olarak iki boyutlu (2D) görsel veriler üretirken; LiDAR sensörümüz, saniyede yüz binlerce lazer ışınını etrafa gönderip bu ışınların cisimlere çarpıp geri dönme süresini (Time of Flight - ToF) hesaplayarak çevrenin son derece hassas, üç boyutlu bir topografik haritasını çıkartır. LiDAR teknolojisinin projemizdeki en büyük avantajı, ışık koşullarından tamamen bağımsız çalışabilmesi ve yanılsamalara yer bırakmamasıdır. Yarışma esnasında arazide bulunabilecek ince direkler, ağaç dalları veya beklenmedik yükseltiler kamera tarafından fark edilemese bile, LiDAR'ın oluşturduğu "Nokta Bulutu" (Point Cloud) sayesinde Görev Bilgisayarımız (Companion Computer) tarafından anında tespit edilir. ROS 2 altyapımız üzerinde çalışan engel tespit düğümleri, LiDAR'dan gelen bu derinlik verisini işleyerek PX4 uçuş kontrolcüsüne anlık kaçınma (obstacle avoidance) manevraları yaptırır. Bu sayede İHA'mız, karşısına çıkan fiziksel engellerin etrafından veya üzerinden otonom olarak ve güvenle dolaşarak görevine devam eder. Ayrıca LiDAR verileri, otonom haritalama ve hassas iniş/kalkış operasyonlarında da kilit rol oynamaktadır. Araç, yüksek irtifada haritalama yaparken LiDAR sayesinde yerin topografik eğimini anlık olarak okur ve "Arazi Takibi" (Terrain Following) modunda uçarak dağlık veya eğimli arazilerde bile zemin ile arasındaki mesafeyi hep sabit tutar. Elde edilen bu lazer tarama verileri, kameralardan alınan RGB görüntülerle sensör füzyonu (sensor fusion) algoritmalarında birleştirilerek, hedeflerin ve operasyon bölgesinin milimetre hassasiyetindeki 3 boyutlu dijital ikizini (3D Digital Twin) yaratmamıza olanak tanır.

Lidar
12 — Hava Hızı Ölçümü

Airspeed

SUAS 2026 gibi rüzgar koşullarının anlık olarak değişebildiği açık hava operasyonlarında, sabit kanatlı veya hibrit İHA'ların aerodinamik sağlığını korumak için en kritik sensörlerden biri Pitot Tüpü, yani "Hava Hızı" (Airspeed) sensörüdür. Genellikle İHA'ların burnuna veya kanat ucuna yerleştirilen bu sensör, aracın yere göre hızını (Ground Speed) ölçen GPS'ten tamamen farklı bir amaca hizmet eder. Hava hızı sensörü, uçağın kanatlarının etrafından akan havanın gerçek hızını ölçer. Örneğin; aracımız havada 15 m/s hızla uçarken arkadan 10 m/s hızında bir rüzgar (tailwind) eserse, GPS hızı 25 m/s olarak görünür ancak kanatların üzerinden akan havanın hızı aslında sadece 5 m/s'dir. Eğer sistem sadece GPS'e güvenseydi, havanın kaldırma kuvveti (lift) yetersiz kalacağı için araç "Stall" (perdövites) durumuna girerek kontrolden çıkabilirdi. Pitot tüpü, havada ilerlerken sensörün ucundaki deliğe çarpan havanın yarattığı dinamik basınç ile çevredeki durgun havanın statik basıncını karşılaştırarak Bernoulli prensibi üzerinden bu hayati hızı hesaplar. Elde edilen hava hızı verisi, milisaniyeler içinde PX4 uçuş kontrolcüsüne aktarılır. PX4 algoritmaları bu veriyi kullanarak aracın aerodinamik sınırları (flight envelope) içerisinde kalmasını sağlar; yani hızı "stall" sınırının altına düşürmez ve kanatlara zarar verebilecek maksimum yapısal hız sınırını (VNE) aşmaz. Özellikle SUAS görevlerindeki hedef haritalama ve otonom yük bırakma (airdrop) aşamalarında hava hızının sabit tutulması mükemmel bir operasyonun anahtarıdır. Faydalı yükün hesaplanan noktaya tam isabetle düşebilmesi için aracın rüzgara karşı veya rüzgar yönünde uçması fark etmeksizin kanatları üzerindeki aerodinamik gücün sabit kalması gerekir. Hava hızı sensörü sayesinde otonom sistemimiz rüzgar şiddetini ve yönünü (wind estimation) anlık olarak hesaplar, motor devirlerini (throttle) ve hücum açısını (pitch) buna göre otomatik olarak günceller. Kısacası Airspeed sensörümüz, değişken hava koşullarına rağmen İHA'mızın gökyüzüne sağlam ve güvenli bir şekilde tutunmasını sağlayan en önemli fiziksel referans noktasıdır.

Airspeed Sensor

Özgünlük ve Yerlilik

Milli Teknoloji Hamlesi Vizyonuyla Takım Üretimi

Yazılım & Simülasyon

Haritalama ve koordinat düzeltme süreçlerinde hazır kütüphaneler reddedilerek, İHA'nın yatış hareketlerini kompanze eden özgün yazılımımız kodlanmıştır. Kendi verilerimizle eğittiğimiz YOLOv8 modeline ek olarak, uçuşlar önce kendi modifiye ettiğimiz Gazebo simülasyon ortamında test edilmektedir.