İnsansız sualtı araçlarında görsel servo tabanlı hedef tespiti ve otonom yaklaşma
Visual servo based target detection and autonomous approach in unmenned under vehicles
- Tez No: 1016024
- Danışmanlar: PROF. DR. SERHAT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mühendislik Bilimleri, Defense and Defense Technologies, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, otonom bir sualtı aracı (AUV) için kamera ve basınç sensörü verilerinin birlikte kullanıldığı, hedefe yönelim ve yörünge planlamaya yönelik bir algılama ve kontrol algoritması geliştirilmiştir. Çalışmanın amacı, sınırlı sensör altyapısına sahip bir sualtı aracının görsel ve derinlik bilgilerini kullanarak hedef nesneyi algılaması, hedefe kararlı bir şekilde yönelmesi ve belirlenen mesafede kavrama görevini gerçekleştirmesidir. Görüntü işleme aşamasında, kamera verileri üzerinde ön işleme adımları uygulanmış, HSV renk uzayında renk tabanlı segmentasyon gerçekleştirilmiş ve morfolojik işlemlerle maske iyileştirilmiştir. Hedef nesne, kontur tabanlı yöntemlerle tespit edilerek görüntü düzlemindeki konumu ve piksel tabanlı boyutu hesaplanmıştır. Bu bilgiler kullanılarak tek kameralı (monocular) mesafe kestirimi yapılmıştır. Görüntüden elde edilen yatay ve düşey sapma değerleri, aracın yönelim ve derinlik referanslarının dinamik olarak güncellenmesinde kullanılmıştır. Derinlik kontrolü, basınç sensöründen elde edilen ölçümlerle PID tabanlı bir denetleyici aracılığıyla sağlanmıştır. Yanal sürüklenme (drift) etkileri ise ardışık kamera kareleri arasında hesaplanan Farnebäck yoğun optik akış yöntemi ile tahmin edilmiş ve kontrol sinyallerine telafi edici bir bileşen olarak eklenmiştir. Geliştirilen algoritma, hedef tespiti, arama, yönelim, yaklaşma ve kavrama aşamalarını içeren durum tabanlı bir yapı içerisinde test edilmiş ve deneysel sonuçlar yöntemin sualtı ortamında uygulanabilir olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis develops a central, target-oriented orientation and planning system for autonomous underwater vehicles (AUVs) using camera and pressure sensor data. The aim of the study is to visually and depth-wise expand a controlled underwater vehicle, detect the target object, steer it stably towards the target, and achieve the segment objective from the recorded distance. In the image processing stage, preprocessing steps were applied to the camera data, color-based segmentation was performed in the HSV color space, and masking was improved with morphological operations. The position of the target object in the image plane and its pixel-based size were calculated by detecting it with a contour system. The single-camera (monocular) distances formed from this information were maintained. Vertical and vertical deviation values obtained from the image were used to dynamically update the details of the vehicle and depth references. Depth control is maintained by a PID-based controller with measurements obtained from pressures. Lateral drag effects were estimated using the Farnebäck dense optical data method, which calculates data between successive camera frames and rapidly incorporates them into the control signals. The method was tested within a case-based framework encompassing development, target acquisition, search, refinement, approach, and baseline phases, and comprehensive results demonstrated its applicability in underwater environments.
Benzer Tezler
- GPS verisinin alınamadığı ortamlarda otonom gemilerin konum tespiti için bir algoritma tasarımı
Design of an algorithm for position detection of autonomous ships in GPS data unavailable environments
CANER ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR BECERİKLİ
- Otonom su üstü ve su altı araç formlarının hidrodinamik açıdan geliştirilmesi
Hydrodynamic development of autonomous surface and underwater vehicle forms
MESUT TANER
Doktora
Türkçe
2023
Gemi MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİ TURGUT GÜRSEL
- Investigation of passive flow control effect on the flow characteristics of unmanned underwater vehicles
İnsansız sualtı araçlarında pasic akış kontrolünün akış özelliklerine etkisinin incelenmesi
ALPASLAN KILAVUZ
Doktora
İngilizce
2026
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AKILLI
- Feedback motion planning of unmanned underwater vehicles via random sequential composition
Insansız sualtı araçlarının rastsal sıralı bileşim metodu aracılığıyla geribeslemeli hareket planlaması
EMRE EGE
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UMUT ORGUNER
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA MERT ANKARALI
- Sualtı araçlarında ANFIS yöntemi ile nesne takibi
Object tracking in underwater vehicles with ANFIS method
ALİ ALPCAN OFLUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT YILMAZ