Bilgisayar Bilimleri Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/245

Gözat

Yazar "Altılar, Turgay" ile Bilgisayar Bilimleri Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Hareket Algılayan Duyargalar İle Üç Boyutlu Uzayda Hareket Kestirimi
    (Bilişim Enstitüsü, ) Küççük, Cem ; Altılar, Turgay ; 371520 ; Bilgisayar Bilimleri ; Computer Science
    Son yıllarda bilgisayar bilimleri alanında sanal gerçeklik konusunda yapılan çalışmalarda büyük bir artış gözlemlenmektedir. Sanal gerçeklik kullanıcının, bilgisayar ortamında benzetimi yapılmış gerçek veya sanal bir ortam ile etkileşimde bulunmasına izin veren bir teknolojidir. Sanal gerçeklik ile çok yakından ilgili olan insan-makine ara yüzü tasarımı teknolojileri de kullanıcıların bilgisayar programları ile etkileşimini en üst düzeye çıkarma amacına sahiptir. Bu yaklaşım göz önünde bulundurularak tez kapsamında bir sanal gerçeklik uygulamasında kullanılmak üzere kullanıcının elindeki ve denetimindeki bir nesnenin üç boyutlu uzaydaki hareketinin tespit edilmesi hedeflendi. Bu amaçla üç eksende doğrusal ivme ve açısal hız bilgilerine erişilebilen bir donanım kullanıldı. Üç eksen ivmeölçere (?accelerometer?) ve üç eksen açısal hız duyargasına (?gyroscope?) sahip olan bir ataletsel ölçüm ünitesi (AÖÜ) kullanılarak altı serbestlik derecesine sahip (6 DOF) bir sistem elde edilmektedir. Tez kapsamında elde edilen bu sistem için kalman filtresi kullanılarak üç boyutlu yönelim, hız ve konum kestirimi gerçekleştirildi. AÖÜ'ler başlıca hava/kara/deniz araçlarında (insansızlar da dâhil) olmak üzere birçok farklı alanda kullanılmakta, bu alanlara göre farklı hassasiyetlerdeki ve teknik özelliklerdeki duyargalarla oluşturulmaktadır. İnsansız bir hava aracının ataletsel seyir sisteminde ele alınan hareket kestirimi problemi temelde bir oyunda kullanılan kumandanın hareket kestirimi ile aynı prensiplere sahiptir. Sanal gerçeklik uygulamalarında kullanılmak üzere üretilen ucuz maliyetli duyargaların kararlılığı ve doğruluğu, diğer alanlarda kullanılan duyargalara göre daha azdır. Bu gibi durumlarda kestirim algoritmalarının daha güçlü olması ve ham duyarga verisindeki hataları daha iyi şekilde süzmesi gerekmektedir. Üç eksen ivmeölçer ve açısal hız duyargasından oluşan bu dinamik sistemin durum denklemlerinin, durum geçişlerinin ve hata karakteristiklerinin çıkartılması, bu çıkarımlar kullanılarak bir kestirim ve takip algoritmasının çalıştırılması gerekmektedir. Kalman filtresi ataletsel seyir sistemleri dâhil birçok dinamik sistemin durum kestirimi ve takibi için yaygın olarak kullanılan etkin bir filtredir. Bu yüzden yapılan çalışmalarda kalman filtresi kullanıldı. Yönelim hesaplamalarında kullanılan açı, koordinat dönüşüm matrisi ve dördey (?quaternion?) tabanlı yöntem sonuçları ile kalman filtresi ile düzeltilerek elde edilen sonuçlar karşılaştırıldı ve iyileştirmeler gözlemlendi. Konum kestirimine getirilen hareket sonlandırma yaklaşımı ile iyileştirmeler elde edildi. Yazılım mimarisi açısından modüler, geliştirmeye açık, sisteme uyarlaması kolay, platformdan bağımsız bir hareket kestirim kütüphanesi geliştirildi. Bu kütüphaneyi kullanan uygulamaya yönelik bir arayüz tasarlanarak gerçekleştirildi.
  • Öge
    Üç Boyutlu Uzayda Hareket Algılama, Tespit Ve Kestirimi İçin Genişletilebilir Bir Donanım Tasarımı
    (Bilişim Enstitüsü, ) Özkan, Ersin ; Altılar, Turgay ; 371521 ; Bilgisayar Bilimleri ; Computer Science
    Hareketin tespiti ve ölçülmesi geçmişten günümüze farklı çözümler üretilen bir problem olmuştur. Bu problemin çözümüne hem hareket sonucu değişen konum bilgisini elde etmek için hem de hareketin sistemlerin çalışmasına olan etkisini modellemek için ihtiyaç duyulmuştur. Hareket tespitini algılamak için geliştirilen sistemlerden biri de ataletsel ölçüm sistemleridir. Atalet ölçüm sistemleri hızlanmayı ve açısal değişimi ölçen duyargalar ile yapılmaktadır. Geçmişte devasa boyuttaki aletlerle ulaşılmaya çalışılan çözümler çok yüksek maliyetli idi. Ayrıca bu çözümlerin uygulama alanı çok dardı. Son yıllarda mikro-elektro makine sistemleri teknolojisinde meydana gelen büyük gelişmeler ataletsel ölçüm sistemleri alanında da etkisini göstermeye başlamıştır. Bunun sonucu olarak eskiden çok büyük boyutlarda üretilen ataletsel ölçüm duyargalarının başarımı artarken boyutları da ters orantılı olarak ufalmış ve bu duyargalar günlük hayatta kullanılan birçok elektronik cihaza girmeye başlamıştır. Tüm bu olumlu etkilerinin yanında maliyetler de eskiye oranla oldukça düşmüştür. Atalet ölçüm sistemleri hareketli mekanik sistemlerin konumunun tespiti ve hareketin sistemin çalışması üzerine etkisini ortadan kaldırmak için kullanıldığı gibi gerçek dünyadaki üç boyutlu hareketlerin sanal ortama aktarılmasında da kullanılmaktadır. Bu sistemlerin avantajı dış dünyalarından bağımsız olarak ölçüm yapabilmeleridir. Hareketin tespitine yönelik yapılacak algoritma geliştirme ve sinyal işleme çalışmalarında başarım gözleme ve test aşamasında farklı donanımlar ile test yapılması gerekmektedir. Her ne kadar ataletsel ölçüm duyargalarının fiyatları düşmüş olsa da paket olarak geliştirilen çözümlerin fiyatları en az onlarca kat mertebesinde yüksektir. Bu durumda yüksek fiyatlar ve temin edilen donanım paketlerinin karakteristiksel kısıtları sebebiyle test imkânları azalmaktadır. Tüm bu sebeplerden dolayı test maliyetlerini düşürüp çeşitliliği arttıracak bir donanım geliştirmeye karar verilmiştir. Ayrıca toplanan verilerin iletimi için Bluetooth teknolojisi kullanılarak veri iletimi gerektirecek her türlü uygulamada kullanılabilecek kablosuz, uzun mesafesi ve yüksek veri aktarım kapasiteli donanım geliştirmeye karar verilmiştir.