dc.contributor.advisor | Efe, Mehmet Önder | |
dc.contributor.author | Pusat, Fikrican | |
dc.date.accessioned | 2023-05-22T10:19:35Z | |
dc.date.issued | 2023 | |
dc.date.submitted | 2022-12-27 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11655/33217 | |
dc.description.abstract | There are globally known basic flight maneuvers performed by fighter and aerobatics pilots
with agile aircraft. These basic flight maneuvers have strict rules that the pilots should
follow to complete the maneuver and can be used to evaluate the pilot’s or aircraft’s
capabilities. Flight data is classified into flight maneuvers by aviation professionals before
evaluation. The need for this classification created a research area to be filled: Automatic
flight maneuver classification.
This study proposes a solution to the automatic flight
maneuver classification problem by exploiting artificial neural networks. It also contributes
a flight maneuver classification dataset to the literature. This dataset was generated using
professional flight simulation tools. The flight data attributes were evaluated and selected
to give the optimum performance in terms of accuracy, precision, and recall. The types of
artificial neural networks used and compared were single hidden layer neural networks, deep
neural networks, and recurrent neural networks. Combinations of these types, activation
functions, optimization methods, and gradient descent algorithms were tested against the
problem to maximize the performance of the solution. There are no secondary studies on the
subject of flight maneuver classification and this study also fills this gap by contributing
a systematic literature review on ”flight maneuver classification using machine learning
imethods”. The solution proposed by this study successfully classified ten distinct flight
maneuvers such as basic descent and ascent, but also more complex ones such as Immelman,
split-s, and lazy-eight. The results were evaluated by calculating accuracy, precision, recall,
and loss parameters on test data. The best-performing artificial neural network type, which
is deep neural networks, gave over 96 percent accuracy and less than 0.1 loss in the test
set. All the artificial neural network types and solutions gave over 90 percent accuracy with
correctly chosen attributes. This study also contributed a software program that classifies the
flight maneuver in real-time while the flight maneuver is being performed in a simulation. It
was seen that this software was also accurately predicting the pilots’ intended maneuvers in
real-time. | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Neural network | tr_TR |
dc.subject | Flight maneuver | tr_TR |
dc.subject | Classification | tr_TR |
dc.subject | Identification | tr_TR |
dc.title | Flight Maneuver Classification Using Artificial Neural Networks | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Çevik uçaklarla savaş ve akrobasi pilotları tarafından gerçekleştirilen dünyaca bilinen temel
uçuş manevraları vardır. Bu temel uçuş manevraları, pilotların manevrayı tamamlamak için
uyması gereken katı kurallara sahiptir ve pilotun veya uçağın yeteneklerini değerlendirmek
için kullanılabilir. Uçuş verileri, değerlendirilmeden önce havacılık uzmanları tarafından
uçuş manevraları olarak sınıflandırılır. Bu sınıflandırma ihtiyacı, doldurulması gereken
bir araştırma alanı yaratmıştır: Otomatik uçuş manevrası sınıflandırması. Bu çalışma,
otomatik uçuş manevrası sınıflandırma problemine yapay sinir ağlarından yararlanarak
bir çözüm önermektedir.
Aynı zamanda literatüre bir uçuş manevrası sınıflandırma
veri seti sağlamaktadır. Bu veri seti, profesyonel uçuş simülasyon araçları kullanılarak
oluşturulmuştur. Uçuş verisi öznitelikleri, doğruluk, kesinlik ve geri çağırma açısından
optimum performansı verecek şekilde değerlendirildi ve seçildi. Kullanılan ve karşılaştırılan
yapay sinir ağlarının türleri, tek gizli katmanlı sinir ağları, derin sinir ağları ve
tekrarlayan sinir ağlarıdır.
Çözümün performansını en üst düzeye çıkarmak için bu
türlerin kombinasyonları, aktivasyon fonksiyonları, optimizasyon yöntemleri ve gradyan
iniş algoritmaları probleme karşı test edilmiştir. Uçuş manevrası sınıflandırması konusunda
literatürde ikincil bir çalışma bulunmamaktadır ve bu çalışma aynı zamanda ”makine
iiiöğrenme yöntemleri kullanılarak uçuş manevrası sınıflandırması” konusunda sistematik bir
literatür taraması içererek bu boşluğu doldurmaktadır. Bu çalışma tarafından önerilen çözüm,
temel yükselme ve alçalma gibi on farklı uçuş manevrasını ve aynı zamanda Immelman,
split-s ve lazy-eight gibi daha karmaşık olanları da başarıyla sınıflandırmıştır. Sonuçlar,
test verileri üzerinde doğruluk, kesinlik, geri çağırma ve kayıp parametreleri hesaplanarak
değerlendirilmiştir. En iyi performans gösteren yapay sinir ağı türü olan derin sinir ağları,
test setinde yüzde 96’nın üzerinde doğruluk ve 0,1’den az kayıp vermiştir. Tüm yapay
sinir ağı türleri ve çözümleri, doğru seçilmiş veri seti elemanlarıyla yüzde 90’ın üzerinde
doğruluk sağlamıştır. Bu çalışma aynı zamanda, uçuş manevrası bir simülasyonda yapılırken,
uçuş manevrasını gerçek zamanlı olarak sınıflandıran bir yazılım programını da literatüre
sağlamaktadır. Bu yazılımın pilotların yapmak istedikleri manevraları da gerçek zamanlı
olarak doğru bir şekilde tahmin ettiği görülmüştür. | tr_TR |
dc.contributor.department | Bilgisayar Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2023-05-22T10:19:35Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |