Bitirme Projesi - Swarm UAV ile Füze Simülasyonu

📋 Proje Özeti

Gazebo + SITL ArduPilot + QGroundControl ile 5 adet İHA (1 Master + 4 Slave) swarm sistemi.

• Füze Sistemleri: Hava-Hava (Air-to-Air) ve Hava-Yer (Air-to-Ground)
• Görüntü İşleme: Hedef tespiti ve takip (OpenCV)
• Yer Savunma: Anti-aircraft sistemler
• Swarm Kontrolü: Master-Slave mimarisi

---

🗂️ Proje Yapısı

Bitirme Projesi/
├── baslat.sh                          # Ana başlatma script'i (4 UAV)
├── yaklasma.sh                        # Alternatif scenario (2 UAV)
├── SITL_Models/
│   └── Gazebo/
│       ├── config/
│       │   ├── mini_talon_vtail.param # Ana param dosyası
│       │   ├── uav0.param             # Master (UAV1)
│       │   ├── uav1.param             # Slave (UAV2)
│       │   ├── uav2.param             # Slave (UAV3)
│       │   └── uav3.param             # Slave (UAV4)
│       └── (sim logları)
├── ardupilot_gazebo/
│   ├── models/
│   │   ├── mini_talon_vtail_1/        # UAV Model 1
│   │   │   ├── model.config
│   │   │   └── model.sdf
│   │   ├── mini_talon_vtail_2/        # UAV Model 2
│   │   ├── mini_talon_vtail_3/        # UAV Model 3
│   │   ├── mini_talon_vtail_4/        # UAV Model 4
│   │   ├── missile/                   # (removed) FÜZE MODEL - silindi
│   │   │   ├── model.config
│   │   │   ├── model.sdf
│   │   │   └── meshes/
│   │   ├── air_defense_system/        # YER SAVUNMA SİSTEMİ (SDF)
│   │   │   ├── model.config
│   │   │   └── model.sdf
│   │   ├── qr/                        # QR hedef markeri
│   │   └── runway/                    # Pist
│   └── worlds/
│       ├── runway_yaklasma.sdf        # Yaklaşma senaryosu
│       └── vtail_runway_planes.sdf    # Ana swarm dünyası
└── uavs/
    ├── uav1/        (Master)          # SYSID=1, Port=15550
    │   ├── logs/
    │   ├── missions/                  # patrol_mission.mission
    │   ├── scripts/
    │   │   ├── swarm_master_controller.py    # Swarm komutları
    │   │   └── telemetry_logger.py          # Veri kaydı
    │   └── telemetry/
    ├── uav2/        (Slave #1)        # SYSID=2, Port=15560
    │   ├── logs/
    │   ├── missions/                  # square_pattern.mission
    │   ├── scripts/
    │   └── telemetry/
    ├── uav3/        (Slave #2)        # SYSID=3, Port=15570
    │   ├── logs/
    │   ├── missions/                  # formation_test.mission
    │   ├── scripts/
    │   │   └── target_detector.py     # Görüntü işleme + hedef tespiti
    │   └── telemetry/
    ├── uav4/        (Slave #3)        # SYSID=4, Port=15580
    ├── uav5/        (Slave #4)        # SYSID=5, Port=15590
    ├── uav6/        (Future Enemy)    # SYSID=6, Port=15600
    └── README.md

---

🚀 Hızlı Başlangıç

1. Swarm Başlat (4 UAV)

cd ~/Bitirme\ Projesi
bash baslat.sh

• Bu komut otomatik olarak:
• ✅ Gazebo simülasyon ortamını açar (4 UAV)
• ✅ 4 adet ArduPilot SITL instance'ını başlatır
• ✅ Kamerası aktif UAV'nin canlı stream'ini başlatır

4. Master Kontrol (Python)

python3 ~/Bitirme\ Projesi/uavs/uav1/scripts/swarm_master_controller.py

Bu komut şu özellikler ile çalışır:

• Durum Makinesi: Otomatik IDLE→ARMED→FORMATION→SEARCH→ENGAGE→RTB geçişi
• Mission Mode: mission start komutu ile tam otonom swarm görevini başlatır
• Manual Mode: arm, takeoff, status ile manuel kontrol mümkün
• Hedef Tespiti: Master, 10 saniye arama sonrası simüle hedef tespit eder
• Görev Dağıtımı: ENGAGE durumunda slave'lere rol atanır
• Komut satırı menüsü için mission start yazın

Detaylı talimatlar için: BASLAT_REHBERI.md

2. QGroundControl Bağlan

Main Vehicle QGC Bağlantısı: UDP 127.0.0.1:14550 (Master - UAV1 MAVProxy out)

Terminal Tab'ları:

• Gazebo → 3D simülasyon ortamı
• UAV1 → Master (Port 15550)
• UAV2 → Slave (Port 15560)
• UAV3 → Slave (Port 15570)
• UAV4 → Slave (Port 15580)

3. Misyon Yükle ve Çalıştır

• QGroundControl → Plan View
• Waypoint'ler ekle
• Upload & Start

4. Master Kontrol (Python)

python3 ~/Bitirme\ Projesi/uavs/uav1/scripts/swarm_master_controller.py

---

📦 Teknoloji Stack

Bileşen	Teknoloji	Rol
Simülasyon	Gazebo 11+	Physics engine
Autopilot	ArduPilot	UAV kontrolü
SITL	ArduPilot SITL	Software-in-the-loop
GCS	QGroundControl	Misyon planlama
Görüntü İşleme	OpenCV + Python	Target detection
Swarm	MAVLink + Python	UAV iletişimi
Scripting	Lua + Python	Custom logic

---

✨ İmplante Edilen Modüller

✅ Tamamlanan

• Temel swarm mimarisi (4 UAV)
• SITL yapılandırması
• Master-Slave haberleşme
• Telemetri yönetimi
• Misyon dosyaları
• UAV klasör yapısı
• Füze Modeli (removed)
• Yer Savunma Sistemi (ADS) - SDF + Radar

🔨 Geliştirme Aşamasında

• Füze Plugin (C++ Gazebo)
• Görüntü İşleme (Target tracking)
• Füze Guidans (Proportional Navigation)
• MAVLink füze atış komutları
• ADS simülasyonu (yer savunma sistemi)

⏳ Planlanan

• Multi-UAV füze koordinasyonu
• ROS2 entegrasyonu
• Daha gelişmiş AI targeting
• 3D görselleştirme

---

🛠️ Geçmiş Güncellemeler

[2026-05-06] Füze Montaj ve Simülasyon Iyileştirmeleri ✅

Yapılan Değişiklikler:

🎯 Füze Modeli (model.sdf)

• ✅ Askeri standart renkler:
  • Warhead: Koyu kırmızı (RGB: 0.70, 0.10, 0.10)
  • Fuselage: Zeytin yeşili (RGB: 0.45, 0.55, 0.35)
  • Tail fins: Koyu yeşil
• ✅ Boyut optimizasyonu:
  • Çap: 0.024m (ince, gerçekçi)
  • Warhead uzunluğu: 0.065m
  • Fuselage uzunluğu: 0.30m
  • Tail fins eklendi (4x aerodinamik stabil kanat)
• ✅ Kitle azaltıldı: 5.0kg → 2.5kg (gerçekçi)
• ✅ Sensörler: Seeker camera + IMU (füze kontrol için)

🛫 Dünya Yapılandırması (vtail_runway_planes.sdf)

• ✅ Füze konumlandırması - HER UÇAĞIN SOL KANADININ ALTINA:

  plane_0 (0, 0, 0.2)         → missile_0 (-0.15, 0.27, 0.12)
  plane_1 (10, 0, 0.2)        → missile_1 (9.85, 0.27, 0.12)
  plane_2 (20, 0, 0.2)        → missile_2 (19.85, 0.27, 0.12)
  plane_3 (30, 0, 0.2)        → missile_3 (29.85, 0.27, 0.12)
  

• ✅ Fixed joint bağlamaları:
  • missile_0_to_plane_0 → plane_0::base_link
  • missile_1_to_plane_1 → plane_1::base_link
  • missile_2_to_plane_2 → plane_2::base_link
  • missile_3_to_plane_3 → plane_3::base_link
• ✅ Füzeler uçakla birlikte hareket ediyor (camera parametreli)

📜 Başlatma Scripti (baslat.sh)

• ✅ Geliştirilmiş hata kontrolü:
  • World dosyası varlık kontrol
  • Param dosyası varlık kontrol
  • ArduPilot başlatma hataları yakalama
• ✅ Timing iyileştirmeleri:
  • Gazebo yükleme: 20 saniye (eski: 15)
  • Instance yükleme arası: 5 saniye (eski: 3)
  • Gazebo resource path düzeltildi
• ✅ Detaylı logging:
  • Her UAV başlatma sırasında info
  • Screen session kontrol
  • Debug çıktısı (2>&1)

🔧 ArduPilot-Gazebo İletişimi

• ✅ FDM Port eşleştirmeleri doğrulandı:
  • Instance 0 → Port 9002/9003 (plane_0)
  • Instance 1 → Port 9012/9013 (plane_1)
  • Instance 2 → Port 9022/9023 (plane_2)
  • Instance 3 → Port 9032/9033 (plane_3)
• ✅ JSON model kullanılıyor (--model JSON)
• ✅ lockstep senkronizasyonu: 1 (simülasyon-ArduPilot sync)

---

[2026-05-05] Füzeleri UAV'lara Entegre Etme

Eklenen:

• UAV klasörleri yapısı (uav1-5)
• Swarm master controller (Python)
• Target detector (OpenCV template)
• Telemetry logger
• Misyon dosyaları templates
• Ana README dosyası

---

🔗 Bağlantılar

• Gazebo Docs: https://gazebosim.org/
• ArduPilot Docs: https://ardupilot.org/
• MAVLink Protokolü: https://mavlink.io/
• QGroundControl: http://qgroundcontrol.com/

---

📞 Notlar

• Tüm UAV'lar aynı Gazebo dünyasında çalışır
• SITL instance'ları localhost:15550-15590 portlarında dinler
• Master UAV (uav1) tüm swarm komutlarını koordine eder
• Telemetri JSON formatında kaydedilir

---

Sonraki Adımlar:

1. Gazebo Plugin (C++) yazı (füze kontrol & guidance)
2. MAVLink komutları (UAV'lardan füze atış)
3. Hedef takip algoritması (Proportional Navigation)
4. ADS otomatik fire sistemi