FBE- Sistem Dinamiği ve Kontrol Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, sadece yüksek lisans düzeyinde eğitim vermektedir.Araştırma Konuları:
Robotik: Bacaksız—Tekerleksiz Hareket, Yılan Robot Prototipi Geliştirme Projesi (TÜBİTAK destekli),
İnsan Tepkilerinin Modellenmesi ve Kompanzasyonu,
Robotik: Yunus Yüzme Mekaniği ve Kontrolu; Yunusa Benzeyen Su Altı Gözlem ve Keşif Aracı Geliştirme Çalışmaları vb.dir.
Gözat
Sustainable Development Goal "none" ile FBE- Sistem Dinamiği ve Kontrol Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeOtonom araçlar ile yayalar arası iletişim için lazer tabanlı projektör bildiri sistemi geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07-21) Çetin, Barış ; Altuğ, Erdinç ; 503171626) ; Sistem Dinamiği ve Kontrol ; System Dynamics and ControlSürücüsüz (insansız) araçlar olarak da adlandırılan otonom araçlar çeşitli kontrol algoritmaları, teknolojik donanımları ve tasarımları sayesinde özerk hareket etme kabiliyetine sahip olan araçlardır. Yakın gelecekte günlük hayatımızın birer parçası olacak otonom araçların yaygınlaşma hızı ve bu araçlar üzerinde yapılan araştırmalar, çalışmalar ve gelişmeler artarak devam etmektedir. 1950'li yıllardan günümüze kadar geçen süreçte önemli gelişmeler kat eden otonom araçlar, otonomluk kademelerine göre 5 seviye olarak değerlendirilmektedir. Otonom araçlar trafikte insan faktörünü ortadan kaldırarak önemli avantajlar elde etmiştir. Bunlardan bazıları trafik güvenliğini ve mobiliteyi artırmak; trafik sıkışıklığını, egzoz emisyonlarını ve seyahat masraflarını azaltmaktır. Bu avantajlarının yanı sıra otonom araçların hala geliştirme açık yönleri mevcuttur. Bu eksikliklerin başında otonom araçlara karşı duyulan güven eksikliği ve insanlar tarafından kabul edilmemeleri gelmektedir. Otonom araçlar her ne kadar yeterli donanıma sahip olmalarına ve hatta normal sürücülü araçlardan daha güvenli yolculuk imkanı sunmalarına rağmen oluşan bu güven eksikliğinin sebebi otonom araçların insan sürücüler gibi davranışlar sergileyememesinden kaynaklanmaktadır. Bu problemin temel kaynağı ise otonom araçlar ve yayalar arasındaki iletişim eksikliğinden doğmaktadır. Bir araç ile yayanın karşılaşması esnasında sürücüler ile yayalar arasında iletişim kurulmaktadır. Kurulan bu iletişim sayesinde yayalar araçların hamleleri hakkında bilgiye sahip olmakta ve sürücüden gelen talimatları görebilmektedir. Karşılıklı gerçekleşen kısa süreli bu müzakerede insan sürücüler ve yayalar bir karar alarak uygulamaktadır. İnsan sürücüler ile yayalar arası iletişim genel olarak el işaretleri, yüz ifadesi, göz teması ile gerçekleştiği görülmektedir. Otonom araçlar ile birlikte, kabul gören bu mevcut yaklaşımların ortadan kalkması ile otonom araçların davranışlarının yayalar tarafından anlaşılması güçleşmiştir. Bu iletişim kopukluğu kazalara sebep olabilmekte, yolların verimli kullanımını sınırlayabilmekte ve yayaların otonom araçlara karşı güven hisleri zedelenebilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında otonom araçlara duyulan güven eksikliğini ortadan kaldırmak, kabul edilebilirliğini ve yaygınlaşma hızını artırmak adına otonom araçlar ile yayalar arasında iletişim bağı kuracak lazer tabanlı projektör sistemi geliştirilmiş ve prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Böylece otonom araçlar ile yayalar arasındaki iletişim faktörüne farklı bir çerçeveden bakılarak yenilikçi bir çözüm önerisi getirilmiştir. Geliştirilen lazer tabanlı projektör sistemi mekanik, elektronik, yazılım ve görüntü işleme gibi disiplinlere sahiptir. Kontrol sistemi kamera ve sensörden gelen sayısal verileri girdi olarak kabul edip işleyerek nihai çıktı olan görsel mesajların yansıtılmasını sağlar. Sistemde kullanılan USB bağlantıya sahip kamera sayesinde görüntü işleme algoritmasına anlık canlı olarak video kaynağı sağlanmaktadır. Açık kaynak OpenCV kütüphanesinin Python programlama dili kullanılarak koşulması ile görüntü işleme algoritması çalıştırılmaktadır. Böylece araç önünde bulunan yayaların insan bedeni ve insan yüz tespiti şablonlarından yararlanılarak 2 kademeli insan tespiti görüntü işleme algoritması ile gerçekleştirilmektedir. Görüntü işleme algoritmasının Arduino ile haberleşmesi Pyserial platformu ile gerçekleştirilmiş ve anlık veri akışı sağlanmıştır. Tespit edilen yayanın araca uzaklığı ise ultrasonik mesafe sensörü kullanılarak tayin edilir. Tayin edilen uzaklık, kontrol sisteminde tanımlı olan mesafe aralıklarına göre önceden belirlenmiş senaryolardan uygun mesaj içerikli olanının tetiklenmesini sağlar. Eğer araç önünde insan tespiti gerçekleştirilmez ise lazer tabanlı projektör sistemi yansıtma gerçekleştirmez. Araçtan yayaları bilgilendirici veya uyarıcı mesajların içeriği ve hangi renk lazerin aktif olacağı kontrol sisteminde tanımlanmıştır. Yaya araca tehlike arz edecek yakınlıkta bulunduğunda yani ilk 2 senaryoda kırmızı renkli lazerler yardımı ile uyarıcı mesaj içerikleri yansıtılmakta ve yayanın otonom araca yol vermesi gerektiği belirtilmektedir. Yayanın araca uygun mesafede bulunması durumunda otonom araç yayaya yol verecek şekilde hamlesini düzenlemekte ve lazer tabanlı projektör sisteminden yeşil renkli lazer ile bilgilendirici görsel mesaj yansıtılmaktadır. Bu mesaj içeriğinden yaya rahatlıkla karşıdan karşıya geçebileceğini anlayabilmektedir. Lazer tabanlı projektör sistemde önceden tanımlanmış ve kullanılan 4 adet senaryonun oluşturulması için jpeg formatında bulunan resimlerin bazı aşamalardan geçmesi gerekmektedir. Bunlardan ilki fotoğrafın vektörel formata dönüştürülmesidir. Vektörel formattaki fotoğraf GO ve G1 formatlarını içeren G-koduna dönüştürülmesi gerekmektedir. Bu G-kodu lazer ışınlarının rotasını belirlemektedir. Aynı zamanda lazer ışınlarının anlamlı şekiller halinde gözün yakalayamayacağı hızlarda rotasını takip ederek görünür şekiller elde edilebilmesi için bazı atlamalar yapması gerekmektedir. Bu lazer ışınlarının atlaması G-kodunun başındaki 0 karakteri ile sağlanmakta ve lazere giden güç anlık olarak kapatılarak bir sonraki satırda tekrar açılmaktadır. Bu işlemler dizisindeki son adım ise G-kodu formatındaki verilerin Arduino kartında anlamlandırılabilmesi için hex formatına dönüştürülmesidir. Bu dönüşüm sırasında Python dilinde yazılmış bir kodlamadan yararlanılmakta ve 10'luk sayı tabanındaki veriler 16'lık sayı tabanı ile elde edilmek suretiyle Arduino senaryolar kütüphanesine gömülmüştür. İletişim çevriminin karşılıklı sağlandığı bu sistem dahilinde yeşil ve kırmızı renkli lazerler, X/Y galvo tarayıcısı, sürücü kartları, dijital analog dönüştürücü ve Op-amp entegre mikroçipleri ile güç kaynağı başlıcaları olmak üzere çeşitli donanımlar kullanılmıştır. Bu donanımların kontrolünde Arduino sürücü kartından, Python programlama dilinden ve OpenCV açık kaynak kütüphanesinden yararlanılmıştır. Sistem elektronik tasarımında Fritzing, mekanik tasarımında Solidworks platformları kullanılmıştır. Sistemin çalışma mantığı; lazer ışınlarının sürücü kartları tarafından kontrol edilen galvo motorları ucundaki iki eksende belirli limitler dahilinde dönen aynalar üzerine düşürülüp yansıması sonucu projeksiyon alanında anlamlı görsellerin oluşturulması ve bu görsellerin yayalar tarafından yorumlanmasına dayanmaktadır. Bu interaktif iletişimin iki yönü yaya ve araç arasındaki bilgi aktarımı ile gerçekleşmektedir. Görüntü işleme algoritması ve mesafe sensörü ile insandan araca, araç önünde bir yaya olduğu bilgisi ve ne kadar uzaklıkta olduğu bilgisi aktarılmaktadır. Görsel mesajlar sayesinde araçtan insana aktarılan bilgi ise aracın bir sonraki hamlesi ve yayanın hangi tutumu sergilemesi gerektiği bilgisidir. Sonuç olarak tez çalışması kapsamında güvenli trafik ortamının oluşturulması ve otonom araçların güvenilebilirliği ve kabul edilebilirliğini arttırılması adına otonom araçlar ile yayalar arasında iletişim ve etkileşim kurulmasına yönelik bilimsel çalışmalar sürdürülmüş. Otonom araçlarda, normal sürücüler ile yayalar arasındaki iletişim bağlarının yerini alacak nitelikteki lazer tabanlı projektör sistemi üzerinde çalışılmıştır. Ayrıca uygulanabilirliği yüksek ve geliştirmeye açık prototip sistem laboratuvar ortamında elde edilmiştir.