Teknofest IGİSBİRI İnsansız Deniz Aracı Takımı
Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) bünyesinde otonom deniz teknolojileri geliştirmek amacıyla bir araya gelen takımımız, denizcilik ve mühendislik disiplinlerini yenilikçi bir vizyonla buluşturmaktadır. 'GİSBİR İDA' projemiz kapsamında; özgün gövde tasarımı, hidrodinamik optimizasyon ve gelişmiş otonom sistem entegrasyonu üzerine yoğunlaşıyoruz.
Çözdüğü problem
GİSBİR İDA, denizcilik ve tersanecilik sektöründeki riskli ve maliyetli operasyonları otonomlaştıran yenilikçi bir insansız su üstü aracıdır. Tamamen su yüzeyinde görev yapmak üzere optimize edilen platformumuz; otonom liman devriyeleri ile kıyı ve tesis güvenliğinin sağlanması, su üstü arama-kurtarma faaliyetlerinin hızlandırılması, gemilerin su hattı (waterline) hizasındaki yapısal sörveyleri ve denize dökülen petrol sızıntısı/sintine gibi çevresel kirliliklerin yüzeyden anlık sensör verileriyle tespiti gibi kritik problemlere insan gücüne ihtiyaç duymadan, hızlı ve düşük maliyetli ticari çözümler sunmaktadır.
1. Gövde Tasarımı ve Hidrodinamik
Aracın dış formu, su direncini (drag) minimize etmek ve enerji verimliliğini maksimize etmek amacıyla optimize edilmiştir.
- Tasarım Süreci: Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) analizleri sonucunda, burun ve kuyruk profilleri türbülanslı akışı azaltacak şekilde şekillendirilmiştir.
- Malzeme ve Üretim: Gövde üretiminde yüksek mukavemet/ağırlık oranına sahip kompozit malzemeler tercih edilmiş olup, elektronik donanımların yer aldığı ana tüp, yüksek basınca dayanıklı ve çift o-ring sızdırmazlık mekanizmasına sahip alüminyum/akrilik alaşımdan üretilmiştir.
2. İtki ve Manevra Kabiliyeti (Tahrik Sistemi)
Araç, 6 Serbestlik Derecesinde (6 DOF) hareket kabiliyeti sağlamak üzere vektörel yerleştirilmiş fırçasız (brushless) itici motorlar (thruster) kullanmaktadır.
- Konfigürasyon: Dikey (heave, pitch, roll) ve yatay (surge, sway, yaw) eksenlerde tam kontrol sağlamak için özel açılarla konumlandırılmış iticiler, dar alanlarda yüksek manevra kabiliyeti sunar.
- Motor Sürücüleri: Yüksek akım kapasiteli ESC'ler (Elektronik Hız Kontrolcüleri) üzerinden PID kontrol algoritmaları ile hassas devir ayarı yapılmaktadır.
3. Otonom Kontrol ve Seyrüsefer
SARA'nın beynini oluşturan sistem, çevresel verileri işleyerek görev yönergelerini otonom olarak yerine getirir.
- Sensör Füzyonu: İvmeölçer, jiroskop ve manyetometreden oluşan IMU (Ataletsel Ölçüm Ünitesi), derinlik/basınç sensörleri ve DVL (Doppler Velocity Log) verileri birleştirilerek aracın konumu hassas şekilde hesaplanır.
- Görüntü İşleme: Üzerindeki su altı kameralarından alınan anlık veriler, gömülü sistem (örn. NVIDIA Jetson veya Raspberry Pi) üzerinde çalışan derin öğrenme algoritmalarıyla işlenerek hedef tespiti ve engelden kaçınma görevleri icra edilir. Yazılım altyapısı ROS (Robot Operating System) üzerinden haberleşmektedir.
4. Güç ve Batarya Yönetimi
Sistemin kesintisiz çalışması için enerji tüketimi optimize edilmiş bir güç dağıtım mimarisi kurulmuştur.
- Batarya Paketi: Yüksek deşarj oranına sahip Li-Ion batarya grupları kullanılmıştır.
- BMS (Batarya Yönetim Sistemi): Hücreler arası voltaj dengesi, aşırı akım, kısa devre ve sıcaklık artışı gibi durumlara karşı BMS üzerinden aktif koruma sağlanarak operasyonel güvenlik garanti altına alınmıştır.