In this thesis, both off-line and online coordinated path planning for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are studied. These problems have emerged due to the increasing needs for UAVs in both military and civil applications. To accomplish a certain objective, both the path planning for a single UAV and for multiple UAVs have been examined. Although there are previous studies in this field, we focus on maximizing the collected information instead of minimizing the total mission time.Studies carried out in this thesis can be divided into two main headings as offline route planning and online route planning. Under offline path planning, path planning problem is studied for a single UAV, firstly. Along the designed path, the objectives are to maximize the collected information from Desired Regions (DR) while avoiding flying over Forbidden Regions (FR) and reaching the destination. So as to realize this objective, a novel off-line path planning algorithm is proposed. This algorithm, unlike the methods proposed in the literature to date, covers operators that mimic the behavior of the human path planner. The obtained results provide the need for identification of problem-specific operators for further studies in task planning. In addition, the algorithm produces nearly global optimum solution through the intermediate steps, providing a path-search-space reduction. Secondly, the proposed algorithm has been developed for off-line path planning of multiple UAVs and path planning in 3D environment. Development for methods of reducing the search space are at the basis of these studies as with the proposed algorithm for a single UAV. The problem of path planning for multiple UAVs is modeled as multiple Traveling Salesman Problem (mTSP), then the problem is considered as multiple single-UAV-Path-Planning-Problem.The other problem studied is the online path planning for multiple UAVs. In this problem, how to plan the paths of each UAV to maximize the instantaneous collected amount information from desired regions is examined. Maximization of information is accomplisehed by the coordinated guidance of multiple UAVs. The coordination is performed by assignment of regions to UAVs, instantaneously. Assignment process is realized by the designation of centralized decision maker.

Bu tezde İnsansız Hava Araçları (İHA) için çevrim içi ve çevrim dışı koordineli rota planlaması problemleri incelenmiştir. Bu problemler İHA'lara duyulan ihtiyacın hem askeri hem de sivil uygulamalarda artmasıyla ortaya çıkmıştır. Belli bir amacı yerine getirmek için, hem bir tek İHA'nın rota planlamasının hem de birden fazla İHA'nın bir arada kullanılması ile ilgili konular incelenmiştir. Rota planlamadaki amaç, bugüne kadar yapılan bir çok çalışmadan farklı olarak, sabit görev zamanında ilgilenilen bölgeden en çok bilginin toplanması olarak belirlenmiştir.Tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmaları çevrim dışı rota planlama ve çevrim içi rota planlama şeklinde iki ana başlığa ayırabiliriz. Çevrim dışı rota planlama altında, ilk olarak tek İHA için rota planlama problemi incelenmiştir. Planlanan rotanın amacı, İHA'nın görev bölgesi içerisinde belirlenen bölgelerden, en çok bilgiyi toplarken, girilmesi yasaklanan bölgelerden de geçmeyecek şekilde belirlenen son noktaya ulaşmasıdır. Bu amacı gerçekleştirecek şekilde, yeni bir çevrim dışı algoritma önerilmiştir. Bu algoritma bugüne kadar literatürde önerilen yöntemlerden farklı olarak, insan rota planlayıcısının davranışlarını taklit eden operatörleri kapsamaktadır. Elde edilen sonuçlarla görev planlama konularında yapılacak çalışmalar için probleme özel operatörler tanımlanması gereği ortaya konulmuştur. Ayrıca algoritma rota-arama-uzayının indirgenmesini sağlayacak ara adımları sayesinde evrensel en iyi çözüme yakın çözümler üretmektedir. İkinci olarak, önerilen bu algoritma, üç boyutlu ortamda ve birden fazla İHA için çevrim dışı yol planlaması problemlerine uygun olacak şekilde geliştirilmiştir. Bu çalışmaların temelinde de tek İHA için önerilen algoritmada olduğu gibi arama uzayının indirgenmesi yöntemlerinin geliştirilmesi vardır. Çoklu İHA rota planlamasında problem çoklu gezgin satıcı problemi şeklinde modellenerek, birden fazla tek İHA için rota planlama problemine dönüştürülmüştür.İncelenen diğer konu birden fazla İHA için çevrim-içi rota planlaması problemidir. Bu problemde belirlenen bölgelerden toplancak anlık bilgi miktarının ençoklanması için İHA'ların rotalarının nasıl planlanacağı incelenmiştir. Ençoklama işlemi İHA'ların koordineli olarak güdümlenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Koordinasyon, bilgi toplama görevinin gerçekleştirilmesi gereken bölgelerin anlık olarak İHA'lara atanması şeklinde yapılmaktadır. Bu atama işlemi merkezi karar verici tasarlanarak gerçekleştirilmiştir.