Deniz ortamında atmosferik türbülansın elektro-optik keşif görüntüleme sistemleri üzerindeki etkisi ve atmosferik türbülans tahmini
The impact of atmospheric turbulence on electro-optical surveillance imaging systems in a maritime environment and atmospheric turbulence prediction
- Tez No: 895073
- Danışmanlar: PROF. DR. ELİF KAÇAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Elektro-optik keşif gözetleme sistemlerinin performansını belirlemek çözülmesi zor bir problemdir. Bu problemi etkileyen parametrelerden biri olan atmosferik türbülans, atmosferin kırıcılık indisinin bir ölçüsüdür. Atmosferin farklı gaz ve aeorosol içeriklerinden oluşması aynı zamanda meteorolojik etkilere maruz kalması nedeniyle oluşan atmosferik türbülans, elektro- optik keşif gözetleme sistemleri üzerinde performans kayıpları oluşturmaktadır. Bu nedenle atmosferik türbülansın ölçülmesi ya da tahmin edilmesi atmosferik türbülans kaynaklı bozulmaların etkisini kestirmek için önemlidir. Atmosferik türbülans ölçümleri ile atmosferik türbülans tahmini arasındaki korelasyonu belirlemek için Marmara bölgesinde 2023 yılının 4 farklı mevsiminde ocak, nisan, temmuz ve ekim aylarında meteorolojik parametreler toplanarak atmosferik türbülans tahmin modeli yardımıyla türbülans tahminleri yapılmış aynı zamanda aynı mevkiide atmosferik türbülans ölçümleri yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Atmosferik türbülansın keşif gözetleme sistemleri üzerindeki etkisinin görülmesi amacıyla meteorolojik ölçüm yapılan ve atmosferik türbülans ölçümü yapılan mevkiide 20 km ve 30 km uzaklıktaki rüzgar türbini görüntüleri SWIR (kısa dalga boylu kızılötesi) kamera ile toplanmıştır. Atmosferik türbülans tahmini için Sadot-Kopeika tahmin modeli kullanılmıştır. Bu tahmin modelinde atmosferik türbülans parametresi, meteorolojik parametreler olan sıcaklık, rüzgar hızı, bağıl nem gibi makrometeorolojik parametreler kullanılarak belirlenebilmektedir. Meteorolojik parametrelerin toplanarak tahmin edilen atmosferik türbülans değeri ile eş zamanlı yapılan türbülans ölçüm sonuçları karşılaştırıldığında birbirleriyle örtüşüğü görülmüştür. Tahmin edilen atmosferik türbülans değerleri ve ölçülen atmosferik türbülans değerlerinin elektro-optik bir sensörün performansı üzerindeki etkisini incelemek için elektro- optik sensöre yönelik DRI (Tespit-Teşhis-Kimliklendirme) analizleri, NVIPM ( Night Vision Integrated Performance Model) yazılımı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Elektro-optik sensörün, atmosferin, gözlemcinin ve hedefin modellenmesinin ardından yapılan DRI analizleri sonuçları karşılaştırıldığında, tahmin edilen atmosferik türbülans değerlerinin yarattığı performans kayıpları sonuçlarının, ölçülen atmosferik türbülans değerlerinin yarattığı performans kayıpları ile örtüştüğü gözlemlenmiştir. Gelecek çalışmalar için, algoritmaların elektro-optik sensör görüntüleri, meteorolojik parametreler ve atmosferik türbülans değerleri üzerinde derin öğrenme ile eğitilmesinden sonra, elektro-optik sensörlerin görüntülerdeki piksel bazlı bozulmaya dayalı anlık atmosferik türbülansı belirleyebileceği öngörüsünde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Determining the performance of electro-optical surveillance systems is a difficult problem to solve. Atmospheric turbulence, one of the parameters affecting this problem, is a measure of the refractive index of the atmosphere. Atmospheric turbulence, which occurs because the atmosphere is composed of different gas and aeorosol contents and is exposed to meteorological effects, causes performance losses on electro-optical surveillance systems. herefore, measuring or predicting atmospheric turbulence is important for estimating the impact of atmospheric turbulence induced disturbances. In order to determine the correlation between atmospheric turbulence measurements and atmospheric turbulence prediction, meteorological parameters were collected in January, April, July and October in 4 different seasons of 2023 in the Marmara region and turbulence predictions were made with the help of atmospheric turbulence prediction model and atmospheric turbulence measurements were made at the same location and the results were compared. In order to see the effect of atmospheric turbulence on surveillance systems, wind turbine images were collected with a SWIR (short wavelength infrared) camera at a distance of 20 km and 30 km from the location where meteorological measurements and atmospheric turbulence measurements were made. Sadot-Kopeika prediction model was used for atmospheric turbulence estimation. In this prediction model, atmospheric turbulence parameter can be determined by using macrometeorological parameters such as temperature, wind speed and relative humidity. When the atmospheric turbulence value estimated by summing the meteorological parameters is compared with the simultaneous turbulence measurement results, it is seen that they overlap with each other. In order to examine the effect of predicted atmospheric turbulence values and measured atmospheric turbulence values on the performance of an electro-optical sensor, DRI (Detection-Diagnostic-Identification) analyses for the electro-optical sensor were performed with the help of NVIPM (Night Vision Integrated Performance Model) software. After modeling the electro-optical sensor, the atmosphere, the observer and the target, the results of the DRI analyses were compared and it was observed that the performance losses caused by the predicted atmospheric turbulence values coincided with the performance losses caused by the measured atmospheric turbulence values. For future works, after training the algorithms with deep learning on electro-optical sensor images, meteorological parameters and atmospheric turbulence values, it is foreseen that electro-optical sensors can determine instantaneous atmospheric turbulence based on pixel-based distortion in images.
Benzer Tezler
- Reducing the effects of weak atmospheric marine turbulence on scintillation by using different incident fields and adaptive optics mitigation techniqes
Farklı etki alanları ve uyumlu optik azaltma teknikleriyle ıpıldama üzerindeki zayıf atmosferik deniz türbülansının azaltılması
AHMED ABDULATEEF ABBAS ABBAS
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM HALDUN GÖKTAŞ
- Effects on the transportation of pollen grains and inorganic particles in sedimentological processes
Sedimentolojik süreçlerin polen tanelerinin ve inorganik parçacıkların taşınması üzerindeki etkileri
DURSUN ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMET BİLTEKİN
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Röle destekli kablosuz optik haberleşme sistemleri için uyarlanabilir modülasyon
Adaptive modulation for relay-assisted free-space optical communication
FETHULLAH SİPAHİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR SIDDIK BİNBOĞA YARMAN
- The use of Sentinel-3 data to assess the oceanographic impacts of offshore wind farms: A case study of the Horns 1 Rev (Denmark)
Açık deniz rüzgar çiftliklerinin oşinografik etkilerini değerlendirmek için Sentınel-3 verilerinin kullanılması: Horns 1 Rev (Danimarka) örnek çalışması
HASAN EIDO
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL DENİZ YAKAN DÜNDAR
- Nonlinear modeling and flight control system design of an unmanned aerial vehicle
Bir insansız hava aracının doğrusal olmayan modellemesi ve uçuş kontrol sistemi tasarımı
DENİZ KARAKAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNA BALKAN
PROF. DR. BÜLENT PLATİN