Drone Tabanlı Tarımsal Operasyonlarda Hız ve Yüksekliğin Enerji Tüketimine Etkısi

Abstract

Bu çalışma, tarımsal ve endüstriyel uygulamalarda operasyonel verimliliği optimize etme amacıyla, 5 litrelik yük taşıyan bir drone'nun enerji tüketimi üzerinde hız ve uçuş yüksekliğinin etkisini araştırmaktadır. Kontrollü çevre koşulları altında 1 hektarlık bir tarım arazisinde yürütülen çalışmada, farklı hız (2, 5, 8 m/s) ve yükseklik (5, 10, 15 m) parametrelerini birleştiren dokuz senaryoyu simüle etmek için bir dört pervaneli drone (quadcopter drone) kullanılmıştır. Kalibre edilmiş sensörler kullanılarak 600 veri noktasında enerji tüketimi verileri toplanmıştır. Sonuçlar, hız, yükseklik ve enerji tüketimi arasında net bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur. Daha yüksek hızlar enerji tüketimini önemli ölçüde artırmış, değerler 2 m/s'de 66,67 W'tan 8 m/s'de 121,90 W'a yükselmiştir. Yükseklik değişimlerinin enerji tüketimi üzerindeki etkisi, hızın etkisine kıyasla daha sınırlı olmasına rağmen, yine de dikkate değer bir katkı sağlamıştır. Özellikle yükseklik 5 metreden 15 metreye çıkarıldığında, enerji tüketiminde %10 ila %15 arasında bir artış gözlemlenmiştir. Bu da hızın enerji tüketimi üzerinde yükseklikten daha baskın bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu bulgular, enerji verimliliği elde etmek için hız ve yükseklik parametrelerini dikkatlice optimize etme ihtiyacını vurgulamaktadır. Bu çalışma, uzun süreli operasyonlar için düşük hız(2 m/s) ve orta yükseklik kombinasyonlarını ve yalnızca zamana duyarlı görevler için yüksek hız ayarlarını önererek, droneların tasarımı ve işletimi için uygulanabilir iç görüler sunmaktadır.