FPGA Üzerinde Lazer Tespit Algoritması İmplementasyonu
FPGA Implementation of Laser Spot Detection Algorithm
- Tez No: 737973
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN ŞAKİR BİLGE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: FPGA, Görüntü işleme, Lazer optik sistem, FPGA, Image processing, Laser optic system
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Savunma sanayiinde aktif olarak kullanılmakta olan lazer sistemleri; işaretleme, mesafe ölçme ve hedef tespiti işlevlerini yerine getirmektedir. Operasyon sırasında olumsuz hava koşullarında lazer izinin kamera görüntüsündeki varlığını hassas ve hızlı biçimde tespit etmek kritiktir. Çalışmada; lazer atışı yapılan harekât bölgesinden alınan kızıl ötesi kamera görüntülerindeki lazeri yüksek performansla saptayabilmek adına daha önce bir tez çalışması kapsamında matris düzeyinde kurgulanan bir algoritma, FPGA donanımı üzerinde çalışabilmesi için VHDL dilinde uygulanmıştır. Lazer atışı yapan sistemden alınan senkronizasyon sinyalinin tetiklemesiyle alınan ardışık üç görüntü çerçevesi üzerinde; fark matrisi, medyan filtreleme, ortalama filtreleme, özel bir yöntemle hesaplanan eşik filtreleme, morfolojik işlemlerden aşındırma ile yayma gibi adımlar uygulanarak lazerle karıştırılabilecek kara ve hava unsurları ve gürültü temizlenmiştir. Görüntü işleme aşamaları sonucunda elde edilen video çerçevesinde lazer olarak tespit edilen piksellerin, 14-bit ve 16- bit video giriş genişliğine uyumlu olarak üretilebilen parlaklık değerleri ve görüntüdeki lazer işaretlerine ilişkin önemli bilgiler FPGA üzerinde sentezlenebilecek şekilde kurgulanmıştır. Elde edilen simülasyon verilerinde; algoritma aşamalarının VHDL dilinde gerçeklenmesi ile elde edilen görüntüler ve lazer izine dair bilgiler, donanıma entegre edilebilecek düzeyde paylaşılmış ve sonuç olarak lazer izinin 640x512 çözünürlüğündeki video çerçevesi üzerindeki koordinatları ve parlaklıkları 50 ms değerinin altında bir sürede belirlenebilmiştir.
Özet (Çeviri)
Laser systems that are widely preferred in the defense industry; performs designating, distance measuring and target detection functions. It is enormously critical to precisely and quickly detect the presence of the laser trace on the video image especially at inclement weather conditions during operation. In this research, a matrix level algorithm that was established on at a thesis research was applied in the VHDL language to implement on the FPGA hardware in order to detect the laser existence and coordinates with high performance which is on the infrared camera images obtained from operational area. Land and air elements that can be confused with the laser in the image taken and the noise are removed by applying methods such as difference matrix, median filtering, average filtering, threshold filtering calculated with a special method, erosion and dilation from morphological processes on three consecutive video image frames achieved with the trigger of the synchronization signal received from the laser source. The values of the pixels detected as laser spot in the video frame, obtained as a result of the image processing stages compatible with the 14-bit and 16-bit input video width, and the information about the first five laser pixels in the image are provided by the FPGA. According to simulation results; the images obtained by the implementation of the algorithm steps in VHDL language and the critical information about the laser trace can be integrated into the hardware. Consequently, the coordinates and luminosity of the laser trace on the 640x512 resolution video frame were determined in less than 50 ms in this study.
Benzer Tezler
- Traffic sign detection using FPGA
FPGA kullanarak trafik işareti tespiti
İBRAHİM ÖZKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. MEHMET METE BULUT
PROF. DR. GÖZDE BOZDAĞI AKAR
- An FPGA implementation of a RISC-V based SOC system with custom instruction set for image processing applications
Görüntü işleme uygulamaları için özel komut setine sahip RISC-V tabanlı bir SOC sısteminin FPGA gerçeklemesi
ERFAN GHOLIZADEHAZARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Düşük güçlü lidarlar için sinyal işleme algoritmalarının FPGA üzerinde gerçeklenmesi
Implementation of signal processing algorithms on FPGA for low power lidars
BURAK HAN BENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SULTAN CAN
- AHO corasıck algoritmasının TCP/IP paket içeriklerinin taranmasında kullanıldığı gerçek zamanlı donanım uygulaması
Real time hardware implementation of the AHO corasick algorithm in the content search of the TCP/IP packets
İNAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ZİYA ALKAR
- Duyusal uyarım sisteminin tasarımı ve uygulaması
Design and application of tactile stimulator system
COŞKUN KAZMA
Doktora
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİZAMETTİN AYDIN