Muhammad Umer Khan

Khan, Muhammad Umer

Name Variants

Khan, Muhammad Umer
K.,Muhammad Umer
Muhammad Umer, Khan
Khan,Muhammad Umer
M.U.Khan
M., Khan
M.,Khan
Khan U.
Khan M.
Khan,M.U.
M. U. Khan
Umer Khan M.
K., Muhammad Umer
Muhammad Umer Khan
Khan, Umer
Khan, Muhammed Umer
Khan, M. U.

Job Title

Yardımcı Doçent

Email Address

umer.khan@atilim.edu.tr

Scholarly Output

28

Articles

10

Citation Count

215

Supervised Theses

8 Scholarly Output Search Results

Now showing 1 - 10 of 28

State of charge (SOC) optimization of reconfigurable battery network
(2021) Khan, Muhammad Umer; Khan, Umer; Mechatronics Engineering
Piller, özellikle lityum iyon (Li-ion) olmak üzere önemli bir enerji kaynağıdır. Şaşırtıcı kimyasal özellikleri, elektrikli araçlar (EV'ler) dahil olmak üzere birçok uygulama alanında onları favori haline getirdi. Sistem gereksinimlerini karşılamak için, sabit veya yeniden yapılandırılabilir bir yapıda birden fazla pil bağlanır. Bu mimarilerin karşılaştığı birçok sorun, özellikle de zayıf pil kullanımının aşılması da dahil olmak üzere sabit yapı göz önüne alındığında, bu çalışma, tüm sistem gereksinimlerini karşılamak için yeniden yapılandırılabilen gelişmiş bir pil sistemi önermektedir. Hasarlı bir pilin kullanımını atlama yeteneğine ek olarak, şarj olan bir pil, bağlantının geri kalanından tamamen ayrılabilir. Bu piller, seri, paralel veya hibrit olsun, belirli bir konfigürasyonda bağlandıklarında, tekrarlanan kullanım nedeniyle piller arasında şarj ve deşarj dengesizliğine neden olan bir performans hatasıyla karşı karşıya kalırlar. Pillerden biri aşırı şarj veya aşırı deşarj nedeniyle hasar görürse, sistemin genel performansı üzerinde kötü etkilere neden olabilir. Bu araştırma, pillerin yaşam döngülerini iyileştirmek için piller arasında bir denge sağlamak için gelişmiş bir pil yönetim sistemi önermektedir. Ayrıca, şarj için maksimum değeri veya minimum deşarj değeri sağlayarak pillerin aşırı şarj edilmesini veya aşırı boşalmasını önler, çünkü bu iki değerde pilin durumu deşarjdan şarja veya tam tersidir. Böylece çalışma süresi boyunca sistemin en üst seviyede çalışmasını sağlar. Bu çalışma aynı zamanda optimum yük voltajını sağlamak için bir optimizasyon algoritması önermektedir. Bu konfigürasyonun seçimi, her bir pil için gerekli voltajın yanı sıra şarj durumuna (SOC) bağlıdır. Sistemi çalışma süresi boyunca gerekli voltajla donatmak için bu tez, düşük şarjlı pili seri ve paralel konfigürasyonlarda boşalmaya hazır başka bir pil ile değiştirmek için bir algoritma önermektedir. Ayrıca hibrit konfigürasyonda iki konfigürasyon arasında köprü oluşturan ortak pil de değiştiriliyor. Tüm pillerin şarj olduğu göz önüne alındığında, bu araştırma, en az bir pil kullanılabilir hale gelene kadar yükün harici bir voltaj kaynağından voltajla beslenmesini önerir. MATLAB'de simülasyon kullanımına dayanan sonuçlar, önerilen algoritmaların, tüm pilleri aşırı şarj ve aşırı deşarjdan koruyan etkili bir pil yönetim sistemi elde etme yeteneğini göstermiştir. Ek olarak, konfigürasyondaki değişikliklere rağmen sistemin çalışma süresi boyunca gerekli voltajı sağlayabildiği de gösterilmiştir. Ayrıca, Geliştirilmiş Yeniden Yapılandırılabilir Enerji Geliştirilmiş Mimarinin (I-REEA) çalışma süresi boyunca bağlantılardaki tüm değişiklikleri karşılama yeteneğini gösterir. Anahtar Kelimeler: Lityum iyon akü (Li-ion), Şarj Durumu (SOC), Elektrikli araçlar (EV'ler), Akü yönetim sistemi (BMS), hücre dengeleme, akü dengeleme sistemi, akü şarjı, seri bağlı akü, paralel bağlı akü, hibrit konfigürasyon, akü paketi, akü yeniden konfigüre edilebilir sistem, akü enerji sistemi ve optimizasyon.
Citation Count: 0
Mobile Robot Navigation Using Reinforcement Learning in Unknown Environments
(2019) Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
In mobile robotics, navigation is considered as one of the most primary tasks, which becomes more challenging during local navigation when the environment is unknown. Therefore, the robot has to explore utilizing the sensory information. Reinforcement learning (RL), a biologically-inspired learning paradigm, has caught the attention of many as it has the capability to learn autonomously in an unknown environment. However, the randomized behavior of exploration, common in RL, increases computation time and cost, hence making it less appealing for real-world scenarios. This paper proposes an informed-biased softmax regression (iBSR) learning process that introduce a heuristic-based cost function to ensure faster convergence. Here, the action-selection is not considered as a random process, rather, is based on the maximum probability function calculated using softmax regression. Through experimental simulation scenarios for navigation, the strength of the proposed approach is tested and, for comparison and analysis purposes, the iBSR learning process is evaluated against two benchmark algorithms.
Motor görüntü görevlerinin hibrit elektroensefalografi (Eeg)- işlevesel kızılötesine yakın spektroskopi (Fnirs) beyin bilgisayar ara birimi (BCI) sınıflandırması
(2019) Khan, Muhammad Umer; Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
Hibrid Beyin Bilgisayar Ara Birimi, iki ya da daha fazla nörofizyolojik sinyalin birleşimidir ve tek modalite sakıncalarını tamamlama yeteneği ile uyumlu hale getirici özellikleri ortaya çıkarmada güvenilir sonuçlar elde etmesiyle dikkat çekmektedir. Simultane biçimde kaydedilen işlevsel kızılötesine yakın spektroskopi(fNIRS) füzyonu ve Elektroensefalografi (EEG)aracılığı ile elde edilen hibrid bir EEG-fNIRS BCI sistemi, tek-modalite sınırlarını aşmak ve yüksek motor görevlerinin üstesinden gelmek üzere kullanılmaktadır. Her ne kadar hibrid BCI yaklaşımı sistemin performansını başarıya ulaştırsa da, hala ilerlemeler iki modaliteyi birleştirmek üzere hesaplama olmaması nedeniyle henüz makul düzeydedir. Bu teze katkılar iki yönlüdür: en çok temsili kanalları seçme konusundaki roman kanal seçim katsayı korelasyonu ve Çoklu çözünürlük tek değerli dekompozisyan kullanan roman füzyon yaklaşımı (MSVD). MSVD' den, optimal EEG-fNIRS kanallar için hem sistem-temelli ve hem de özellik-temelli füzyon elde etmekte yararlanılır. Bu teze diğer bir katkı da, özellik-temelli füzyon için kanonik korelasyon analizinden (CCA) yararlanmaktır. Korelasyon analizi, öncelikle iki modalite arasındaki ilişki üzerinde çalışmak üzere kullanılmaktadır. CCA özellik-temelli füzyon, iki modalite üstünden inter-konulu orta değişikliği maksimize ederek performansı arttırdı. Simülasyon sonuçları vasıtasıyla, hesaplama karmaşıklığını azaltırken, amaçlanan yaklaşımların optimal performansı elde etmeye katkı sağladığına tanık olunabilmektedir.
Citation Count: 0
Ensemble transfer learning using MaizeSet: A dataset for weed and maize crop recognition at different growth stages
(Elsevier Sci Ltd, 2024) Khan, Muhammad Umer; Alam, Muhammad Shahab; Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
Maize holds significant importance as a staple food source globally. Increasing maize yield requires the effective removal of weeds from maize fields, as they pose a detrimental threat to the growth of maize plants. In recent years, there has been a drive towards Precision Agriculture (PA), involving the integration of farming methods with artificial intelligence and advanced automation techniques. In the realm of PA, deep learning techniques present a promising solution for addressing the complex challenge of classifying maize plants and weeds. In this work, a deep learning method based on transfer learning and ensemble techniques is developed. The proposed method is implementable on any number of existing CNN models irrespective of their architecture and complexity. The developed ensemble model is trained and tested on our custom-built dataset, namely MaizeSet, comprising 3330 images of maize plants and weeds under varying environmental conditions. The performance of the ensemble model is compared against individual pre-trained VGG16 and InceptionV3 models using two experiments: the identification of weeds and maize plants, and the identification of the various vegetative growth stages of maize plants. VGG16 attained an accuracy of 83% in Experiment 1 and 71% in Experiment 2, while InceptionV3 showcased improved performance, boasting an accuracy of 98% in Experiment 1 and 81% in Experiment 2. With the proposed ensemble approach, VGG16 when combined with InceptionV3, achieved an accuracy of 90% for Experiment 1 and 80% for Experiment 2. The findings demonstrate that integrating a suboptimal pre-defined classifier, specifically VGG16, with a more proficient model like InceptionV3, yields enhanced performance across various analytical metrics. This underscores the efficacy of ensemble techniques in the context of maize classification and analogous applications within the agricultural domain.
Pervane arızası durumunda kuadrotorun stabilitesini sağlamak
(2021) Khan, Muhammad Umer; Altınuç, Kemal Orçun; Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
Bu tezde, sabit kanatlı bir kuadrotorun, yalpalama hareketinden feragat ederek bir veya iki zıt pervanesini kaybetmesine rağmen 3 boyutlu uzayda konumunu koruması için bir çözüm sunulmaktadır. Bu kontrol stratejisinde, kuadrotor, araca göre sabitlenmiş bir birincil eksen etrafında döner ve bu ekseni ötelenme hareketi gerçekleştirmek için değiştirir. Bir pervane veya iki karşıt pervane kaybetmesine rağmen kuadrotorun tutumunu ve konumunu stabilize etmek için çok döngülü bir kademeli kontrol kanunu geliştirilmiştir. İlk olarak, motor arıza senaryoları için denge çözümleri hesaplanır. Daha sonra, bir referans ve bir özel kuadrotor için doğrusallaştırılmış sistem etrafında bir azaltılmış durum denetleyicisi ve konum denetleyicisi tasarlanır. Matlab/Simulink ve Matlab/Simscape üzerinde simülasyonlar yapılarak sonuçlar karşılaştırılır. Son olarak, özel yapım bir kuadrotorun CAD çizimleri, kuadrotorun eylemsizlik momentini hesaplamak için kullanılır ve sonuçlar Çift Telli Pendulum deneyi ile doğrulanır. Sonuçlar, kuadrotorun pervane arızası durumunda stabiliteye ulaştığını göstermektedir.
Strawberries Maturity Level Detection Using Convolutional Neural Network (CNN) and Ensemble Method
(Computer Vision and Machine Learning in Agriculture, 2023) Khan, Muhammad Umer; Khan, Muhammad Umer; İrfanoğlu, Bülent; Alam, Muhammad Shahab; Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering
Harvesting high-quality products at an affordable expense has been the prime incentive for the agriculture industry. Automation and intelligent software technology is playing a pivotal role in achieving both practical and effective solutions. In this study, we developed a robust deep learning-based vision framework to detect and classify strawberries according to their maturity levels. Due to the unavailability of the relevant dataset, we built up a novel dataset comprising 900 strawberry images to evaluate the performance of existing convolutional neural network (CNN) models under complex background conditions. The overall dataset is categorized into three classes: mature, semi-mature, and immature. The existing classifiers evaluated during this study are AlexNet, GoogleNet, SqueezeNet, DenseNet, and VGG-16. To further improve the overall prediction accuracy, two Ensemble methods are proposed based on SqueezeNet, GoogleNet, and VGG-16. Based on the considered performance matrices, SqueezeNet is recommended as the most effective model among all the classifiers and networks for detecting and classifying the maturity levels of strawberries.
Parça swarm optimizasyonunu (PSO) kullanarakresiprokal altruizm tabanlı yol planlaması
(2019) Khan, Muhammad Umer; Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
Doğanın sorunları ile başa çıkmak, her zaman zorlu bir görev olmuştur, bunu daha zorlaştıran şey ise zamanla çalışma koşullarındaki değişimdir. Bu nedenle, zaman içinde sürekli değişen optimayı takip edebilecek sağlam bir algoritmaya ihtiyaç vardır. Bu tezde, partikül bilgisinin paylaşılmasını sağlayarak performansın geliştirilmesi amacıyla bir parçacık sürüsü optimizasyonuna dayalı popülasyon akrabalık bağlantısının önerilmiştir. Karşılıklı Fedakarlığa Dayalı Parçacık Sürü Optimizasyonu (RAPSO) olarak tanımlanan algoritma, optimizasyon işlemi sırasında partiküller arasındaki benzerliği, peyzajla ilgili anlamlı verileri geri almak için kullanır. Resiprokal altruizm (Karşılıklı Özgecilik) teorisi, örneğin farklı grup içi işbirlikçi davranış biçimlerinde neden olan ilgisiz parçacıkların çiftler olarak yardımcı olduğunu açıklığa kavuşturmak için düzenli olarak düzenlenmiştir; hermafroditik balıklar arasında yumurta alışverişi, vampir yarasalar arasında kan yayılması, geri tepmeler arasında yırtıcı hayvanların değerlendirilmesi, vervet maymunları ve impala arasında serbest bırakma, insanlar arasında yaşama payı, kahverengi capuchin maymunları ve temel şempanzeler. Karşılıklı hareket kavramını kullanan RAPSO, bilgi alışverişi yoluyla tüm parçacıkların birbiriyle yakın temasta kalmasını sağlayacaktır. Ayrıca, parçacıklar arasında değiştirilen bilgi miktarı, arama alanı bölgelerine fiziksel olarak yerleştirilmelerine bağlıdır. Bölgelerine bağlı olarak, bağışçı veya alıcı olarak sınıflandırılabilirler; ayrıca, parçacıklar arasında değiştirilen bilgi miktarı doğrudan ilişkili sağlık göstergeleri ile izlenir. Önerilen yaklaşımın performansı, karşılıklı paylaşımın, sürünün optimize edilmiş yol boyunca hareketini kontrol etmek için etkin bir rol oynadığını göstermektedir. Simülasyon sonuçları, RAPSO'nun konik PSO algoritmasını hem hata azaltma hem de yakın bağlantı açısından daha iyi performans gösterdiğini kanıtladı.
Citation Count: 84
Real-Time Machine-Learning Based Crop/Weed Detection and Classification for Variable-Rate Spraying in Precision Agriculture
(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020) Khan, Muhammad Umer; Alam,M.S.; Roman,M.; Tufail,M.; Khan,M.U.; Khan,M.T.; Mechatronics Engineering
Traditional agrochemical spraying techniques often result in over or under-dosing. Over-dosing of spray chemicals is costly and pose a serious threat to the environment, whereas, under-dosing results in inefficient crop protection and thereby low crop yields. Therefore, in order to increase yields per acre and to protect crops from diseases, the exact amount of agrochemicals should be sprayed according to the field/crop requirements. This paper presents a real-time computer vision-based crop/weed detection system for variable-rate agrochemical spraying. Weed/crop detection and classification were performed through the Random Forest classifier. The classification model was first trained offline with our own created dataset and then deployed in the field for testing. Agrochemical spraying was done through application equipment consisting of a PWM-based fluid flow control system capable of spraying the desired amounts of agrochemical directed by the vision-based feedback system. The results obtained from several field tests demonstrate the effectiveness of the proposed vision-based agrochemical spraying framework in real-time. © 2020 IEEE.
Citation Count: 9
Biomechanical Design and Control of Lower Limb Exoskeleton for Sit-to-Stand and Stand-to-Sit Movements
(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2018) Khan, Muhammad Umer; Masood,Z.; Rehman,L.; Owais,M.; Khan,M.U.; Mechatronics Engineering
In this paper, we present design and development phase of lower limb robotic exoskeleton that can assist paralyzed individuals. Motion of the human wearing exoskeleton is introduced by actuators. Both exoskeleton legs are attached to the supporting frame by passive universal joints. The exoskeleton provides 3 DOFs per limb of which two joints are active and one passive. The control actions i.e., sit-to-stand and stand-to-sit movements are triggered using Double Pole Double Throw (DPDT) toggle switch. The control scheme is implement using Switch control method and the feedback is provided by means of current measurement. This assistive device can be utilized for the disabled persons. The simulation results are provided that evaluates the performance of the control actions on exoskeleton. © 2018 IEEE.
Citation Count: 2
Sliding mode control for autonomous flight of tethered kite under varying wind speed conditions
(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020) Khan, Muhammad Umer; Khan,M.U.; Mechatronics Engineering
High altitude wind is an energy-abundant source, representing the next generation of wind power technology. The power that can be extracted from wind grows cubically with wind speed, making higher altitudes a desirable choice to harvest wind energy. In this respect, large and fully-automated kites or planes can be used to capture such energy. Flight control is a key research area for using fully-automated kite power systems at utility scale. In this study, a novel control architecture is proposed for autonomous pattern 8 flight of tethered kites under varying wind speed conditions. The proposed scheme does not require a separate control system for turn maneuvers and straight flight path sections. Exponential reaching law-based Sliding Mode Control (SMC) and adaptive sliding mode control schemes are tested for flight control of a kite given a pre-specified trajectory. In this approach, the inversion of plant model is not required to address the problem of possible system instability, thus making the scheme proposed here more resilient towards system perturbations. © 2020 IEEE.

Khan, Muhammad Umer

Name Variants

Job Title

Email Address

ORCID ID

Scopus Author ID

Turkish CoHE Profile ID

Google Scholar ID

WoS Researcher ID

Scholarly Output

28

Articles

10

Citation Count

215

Supervised Theses

8

Filters

Settings

Sort By

Results per page

Scholarly Output Search Results