Poz tahmini için sensör tabanlı bir sistem tasarımı ve uygulaması
A sensor based system design for pose estimation and application
- Tez No: 920148
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ÖZDEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Fiziksel hareketlerin dijital ortamlarda gerçek zamanlı olarak modellenmesi son yıllarda gelişmekte olan bir konudur. Elektronik alanındaki hızlı gelişimler, gerçekliğin dijital ortama dönüştürülmesinde kolaylık sağlamaktadır. İnsan vücudunun eklem bölgelerinin hareketlerinin dijital ortama aktarılması, hem tıbbi uygulamalarda hem de insan vücudu ile senkronize çalışan diğer sistemlerde kritik bir rol oynamaktadır. Eklem hareketlerinin hassas ve hızlı bir şekilde dijital ortama aktarılması, tıbbi teşhis ve tedavi süreçlerinde daha hızlı ve doğru sonuçlar elde edilmesini sağlamaktadır. Tıbbi alanlarının dışında insan-robot etkileşimi gibi alanlarda da kullanılması önemli avantajlar sunmaktadır. İnsan vücudu ile senkronize bir şekilde çalışabilen bu sistemler, insanların zorlandığı görevleri daha yapılabilir duruma getirmekle kalmaz, aynı zamanda insanların potansiyel zarar görmesini de engelleyebilmektedir. Bu tez çalışmasında, insan vücuduna ait pozların tahmini için bir sistem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Sistemin hem elektronik hem de yazılım bileşenleri bulunmaktadır. Tasarlanan elektronik sistem insan vücudu üzerinde on bölgeye yerleştirilecektir. Elektronik sistem üzerinde mikrodenetleyici, IMU sensör, Wi-Fi modülü ve diğer bileşenler bulunmaktadır. IMU sensörler kullanılarak insan vücudu üzerinden eğim değerleri alınarak Wi-Fi modülü ile bir veritabanına gönderilmektedir. Bilgisayar ortamında ise, tasarlanan bir arayüz programı ile bu sensör verileri veritabanından alınarak bir yapay sinir ağı modeli ile tahmin etme işlemi gerçekleştirilmektedir. Tahmin sonucunda ise, tahmin edilen pozun görsel ve sayısal bilgileri aynı arayüz programında gösterilmektedir. Tasarımda, elektronik sistemler tamamen modüler olarak kullanılmıştır. Besleme kaynağı olarak LiPo pil kullanılmıştır. Yapay zeka modeli eğitilmesi için gerekli veri setleri elektronik cihazın veri seti üretimi bölümü ile gerçekleştirilmiştir. IMU sensör verileri mikrodenetleyici hafızasında tutulmaktadır. Bu veriler yapay zeka modelinin eğitimi için girdi olarak verilmiştir. Sistemin eğitimi için 300.000 sensör verisi elde edilmiş ve sonuç olarak 10 poz için %90 doğrulukla poz tahmini gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The real-time modeling of physical movements in digital environments has emerged as a growing field in recent years. Advances in electronics have significantly facilitated the transformation of physical reality into digital form. Digitally capturing the motion of human joint regions plays a critical role in both medical applications and systems synchronized with the human body. The precise and rapid transfer of joint movements to a digital platform enhances the accuracy and speed of medical diagnosis and treatment processes. Beyond medical fields, such systems offer significant advantages in areas such as human-robot interaction. Systems synchronized with the human body not only make physically demanding tasks more manageable but also reduce potential risks to individuals. This thesis aims to develop a system for predicting human body poses. The proposed system encompasses both electronic and software components. The electronic system is designed to be deployed across ten regions of the human body. Key components include a microcontroller, IMU sensors, a Wi-Fi module, and other electronic elements. Using IMU sensors, angular orientation data is collected from the human body and transmitted to a database via the Wi-Fi module. On the software side, a custom-designed interface retrieves sensor data from the database and processes it using an artificial neural network (ANN) model for pose prediction. The predicted pose is then displayed both visually and numerically on the same interface. The electronic components of the system are designed to be fully modular. A LiPo battery is used as the power source. The system also features a data generation mechanism for training the AI model. IMU sensor data is stored in the microcontroller's memory and used as input for AI model training. A dataset comprising 300,000 sensor readings was collected for training, resulting in a pose prediction accuracy of 90% for 10 distinct poses.
Benzer Tezler
- 4 eksenli endüstriyel robot kol tasarımı ve görüntü işleme destekli kontrolü
Design and image processing supported control of a 4-axis industrial robot arm
SERHAT SAVAŞ TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN BİNGÖL
- Video analysis based fish detecton and tail beat frequency estimation in fishways
Video analizi ile balık geçitlerinde balık tanıma ve kuyruk sallama frekansı tahmini
YASİN YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEHÇET UĞUR TÖREYİN
PROF. DR. SERHAT KÜÇÜKALİ
- Deep learning-based behavior analysis of seafarers
Derin öğrenme tabanlı gemi adamlarının davranış analizi
VEYSEL GÖKÇEK
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GAZİ KOÇAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP GENÇ
- Alternative navigation methods: Fusion of optical flow and visual-inertial pose estimation using EKF
Alternatif navigasyon metotları: EKF kullanılarak, poz tahmini için optik akışı ile görsel ataletliyi füzyon etmektedir
ABDEL SALAM BAWARSHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE KOYUNCU
- Object-aware interactive perception
Nesne farkındalıklı etkileşimli algılama
ÇAĞATAY KOÇ
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SANEM SARIEL UZER
PROF. DR. SİNAN KALKAN