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

Main Affiliation

Mechatronics Engineering

Scholarly Output

30

Articles

10

Citation Count

215

Supervised Theses

8 Scholarly Output Search Results

Now showing 1 - 8 of 8

Bilinmeyen Ortamlarda Robot Sürüleri için Algoritma Planlamada Etkin Bir Yol
(2020) Abdı, Mohammed Isam Ismael; Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
Birçok durumda birkaç mobil robot —bağımsız ajan— tek bir robot için gerçekleştirilmesi zor veya imkânsız hedefleri elde etmek amacıyla ekip halinde bir araya gelebilirler. Bu mobil robotlar belli bir görevi yerine getirmek için iş birliği yapabilirler, bu, sürünün büyüklüğüyle tam bir karşılıklı ilişki halindedir. Tek tek her robot sensörlerini kullanarak yerel ortamla karşılıklı olarak etkileşir. Sürü açısından birincil endişe başlangıçtan hedef yere kadar güvenli bir yolun tanımlanması ve izlenmesidir. Literatürde bu hedefin gerçekleştirilmesiyle ilgili Neural Network (Sinir Ağları), Genetic Algorithms (Genetik Algoritmalar), Bacterial Foraging Optimization (Bakteriyel Besin Arama Optimizasyonu), Ant Colony Optimization (Karınca Kolonisi Optimizasyonu), Artificial Potential Field (Yapay Potansiyel Alan), v.b. gibi pek çok algoritma mevcuttur. Bunlar arasında Bacterial Foraging Optimization (BFO) algoritması çalışma ortamında bilinen tüm engelleri göz önüne alarak güvenliği ve hedefin bulunmasını sağlamaktaki etkinliği nedeniyle pek çok bilimcinin dikkatini çekmektedir. Ayrıca, belirlenen yolu keşfeder ve doğru olarak izler. BFO kümeleşme prensiplerini ve doğadaki sosyal davranışlar analojisini kullanan, ilhamını biyolojiden alan doğrudan yaklaşımlı ama güçlü bir optimizasyon yöntemidir. BFO yassı bir yüzey haritası üzerinde engellerin varlığında başlangıçtan hedef noktaya kadar optimal yolu başarıyla araştırır. Ancak bu algoritma, konveks olmayan engellerin işe karışması durumunda yerel asgari şartlara sıkışmak gibi bir zayıflığa sahiptir. Sürünün robotlarından herhangi birinin sıkışıp kalması durumu görevinin tamamının başarısızlığı olarak görülmektedir. Bu araştırma BFO algoritmasının hem konveks olan hem de olmayan niteliklerdeki engellerden başarıyla kaçınılmasını sağlayan iyileştirilmiş bir versiyonunu önermektedir. Önerilen algoritma engele zıt yöndeki belli bir mesafeyi kapsayarak robotun yerel asgari değerlerden kurtulmasına yardım eder. Sert bir açıyla karşılaşıldığında algoritma güvenli bir yol oluşturmak için görsel engeller oluşturmaya başlar. Daha sonra bu bilgi diğer robotlara aktarılarak onların da yerel minimumlardan kaçınmaları sağlanır. Önerilen algoritmanın etkinliğinin test edilmesi için mevcut BFO algoritmasıyla bir karşılaştırma yapılmıştır. Her iki algoritmanın performansı bilinmeyen dinamik ve statik ortamlarda test edilmiştir. Sonuçlara göre, önerilen algoritmanın yerel minimumlardan başarıyla kurtulduğu ve BFO'nun sıkışıp kaldığı gözlenmiştir.
Optı-track Kameraları Kullanarak Birden Fazla Temsilci için Yerelleştirme ve Yol Planlaması
(2021) Al-qassab, Ayman; Khan, Muhammad Umer; Mohammadzadeh, Mohammad Hassan Gol; Mechatronics Engineering
Fiziksel bir mekandaki nesnelerin veya canlıların hareketlerinin dijital olarak algılanması ve kaydedilmesi işlemi, Opti-Track sistemi gibi hareket yakalama (MoCap) sistemi kullanılarak gerçekleştirilir. Bu çalışmada hareket yakalama sisteminin amacı, hem quadrotor hem de mobil platformun pozlarını sürekli olarak belirlemektir. Konum bilgisi navigasyon sistemi tarafından quadrotor'u hareketli mobil platforma yönlendirmek ve güvenli bir şekilde inmek için kullanılır. İstenen sonuçları iyi bir doğrulukla elde etmek için mobil platformu izlemek için bir Kalman filtresi kullanılır. Ayrıca, mobil platformun gelecekteki konumunu tahmin etmek için başka bir Kalman filtresi kullanılmıştır. Quadrotoru tahmin edilen konuma yönlendirmek için bir model öngörücü kontrolör (MPC) kullanılır. Model öngörücü kontrolü, quadrotor'un istenen yolu izlemesine yardımcı olur. Bu çalışma, hareketli bir mobil platformun gelecekteki konumunu tahmin etmek ve quadrotor'u mobil platforma yönlendirmek için hareket yakalama sisteminin bilgisini ve Kalman filtresini kullanan bir navigasyon sistemi önerdi. Navigasyon sistemi, quadrotor'un kalkışını, seyir yörüngesini ve mobil platforma inişini otonom olarak kontrol eder. Önerilen navigasyon sisteminin performansını ve güvenilirliğini doğrulamak için çeşitli deneyler yapılmıştır. Deneylerin sonuçları, önerilen navigasyon sisteminin istenen sonuçlara ulaşmada etkili olduğunu kanıtladığını göstermektedir
Kolektif Derin Öğrenme ve Transfer Öğrenme Yoluyla Mahsul ve Meyve Sınıflandırması
(2023) Daşkın, Zeynep Dilan; Khan, Muhammad Umer; Mechatronics Engineering
Son yıllarda yapılan teknolojik gelişmeler, tarım sektörünü hızlı bir şekilde yeniden şekillendirerek, daha önce kullanılmakta olan geleneksel metotlarda devrim yaratıyor ve insanlık için daha sürdürülebilir ve üretken bir geleceğin yolunu açıyor. Tarım sektörü, makine öğrenmesi, sensor ve mekanizmaları kullanarak otomatikleşirken, aynı zamanda verimlilik artımı, kaynak yönetimi ve mahsul sağlığı açısından da köklü bir değişim yaşıyor. Bu tez çalışmasında, son teknoloji makine öğrenimi tabanlı görüntü işleme teknikleri ve algoritmaları kapsamlı bir şekilde araştırılmış ve analiz edilmiştir. Amaç, çeşitli mahsulleri, meyveleri ve sebzeleri doğru bir şekilde tespit eden, tanımlayan ve sınıflandıran sağlam metodolojiler geliştirmektir. Nihai hedef, gelişen tarımsal otomasyon endüstrisine önemli ölçüde katkıda bulunmak, süreçleri kolaylaştırmak ve tarım sektöründe verimliliği arttırmaktır. Gerçek yaşam koşullarına en yakın sonuçları elde etmek için, yazarların kendi oluşturduğu mahsul veri kümeleri bu araştırma boyunca önerilen algoritmalara entegre edilmiş ve kullanılmıştır. Bu çalışma sırasında kullanılan mevcut Evrişimsel Sinir Ağları algoritmaları AlexNet, GoogleNet, InceptionV3, SqueezeNet, DenseNet ve VGG-16'dır. Bu çalışmada, doğruluk, kayıp, F1-skoru, tahmin, kesinlik ve duyarlılık olmak üzere genel değerlendirme metriklerinin performansını yükseltmek için çeşitli gelişmiş algoritmalar araştırılmış ve incelenmiştir. Özellikle, tarımsal otomasyon sisteminin etkinliğini ve güvenilirliğini arttırmayı amaçlayan Kolektif Öğrenme ve Öğrenme Aktarımı adlı iki metot tanıtılmış ve kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Çalışmanın sonuçları, önerilen algoritmaların tarım endüstrisinde son derece etkili olduğunu ve istenen sonuçları benzersiz bir doğruluk ve hassasiyetle sunma yeteneklerini kanıtlamaktadır. Bu sonuçlar, bu algoritmaların operasyonel verimliliği önemli ölçüde arttırma, kaynak tahsisini optimize etme ve gelecek için tarımsal otomasyonda sürdürülebilir uygulamaları teşvik etme gibi potansiyellerini de göstermekte ve teyit etmektedir.
Hava Manipülatörü için Farklı Kontrol Sistemlerinin Tasarımı
(2019) Başaranoğlu, Ahmet Turgut; Khan, Muhammad Umer; Arıkan, Kutluk Bilge; Mechatronics Engineering
Bu tez kapsamında, dört rotorlu bir multikopter ve tek serbestlik dereceli robot koldan oluşan bir uçan manipülatör için yönelim ve pozisyon denetimcileri tasarlanmış ve tartışılmıştır. Robotik kol uçan platformun yunuslama düzleminde çalışmaktadır. Seçilen senaryolara yönelik çeşitli denetim algoritmaları tasarlanmıştır. Bütüncül sistem dinamiğine (multikopter ve manipülatörün etkileşimli doğrusal olmayan modeli) yönelik merkezi denetimciler tasarlanmıştır. Bununla birlikte, platform ve manipülatörü ayrı ayrı denetleyen dağıtılmış kontrol sistemleri de tasarlanmıştır. Robotik kolun uçan sisteme etki eden bozucu girdinin bertaraf edilmesine, sistemin yönelim ve pozisyon kontrolüne yönelik kullanımı senaryolar çerçevesinde çalışılmıştır. ADRC, T-LQR ve ardışık PID denetim algoritmaları tasarlanmıştır. Seçilen denetim yapısı ve senaryo iç mekanda çalışan bir uçan manipülatör üzerinde uygulanmıştır. Ultra geniş bant konumlandırma sistemi pozisyon ve yükseklik ölçümü için kullanılmıştır. Raspberry Pi 3 B +, Naze 32 donanımı ile Phyton kodu ve Matlab/Simulink yazılımı kullanarak gerçek zamanlı testler gerçekleştirilmiştir. Yönelik denetimcisi parametrelerinin test düzeneği üzerinde ince ayarları gerçekleştirilmiştir. Temel uçuş testleri ile yönelim ve pozisyon kontrolcü parametreleri düzenlenmiştir. Benzetimler ve testler ile robotik manipülatörün bozucu girdileri bertaraf etmeye, yönelim ve pozisyon denetimini sağlamaya yönelik kullanımı gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Uçan Manipülatör, Kuadkopter, ADRC, Takipçi LQR, Ardışık PID, Naze 32, Raspberry Pi, İç Mekan Konumlama, Yönelim Denetimi, Pozisyon Denetimi
State of charge (SOC) optimization of reconfigurable battery network
(2021) Atar, Zaınab; 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.
Motor Görüntü Görevlerinin Hibrit Elektroensefalografi (eeg)- İşlevesel Kızılötesine Yakın Spektroskopi (fnirs) Beyin Bilgisayar Ara Birimi (bcı) Sınıflandırması
(2019) Hasan, Mustafa Amer Hasan; 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.
Pervane Arızası Durumunda Kuadrotorun Stabilitesini Sağlamak
(2021) 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.
Parça Swarm Optimizasyonunu (pso) Kullanarakresiprokal Altruizm Tabanlı Yol Planlaması
(2019) Maeedı, Alı Fadhıl Alı; 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.