Küresel Konumlandırma Sistemleri'nin olmadığı iç mekanlarda haritalama ve konum kestirimi

Küresel Konumlandırma Sistemleri'nin (KKS) olmadığı iç ortamlarda konum kestirimi ve haritalama, önemli ve zorlayıcı bir konudur. KKS'nin olmadığı ortamlarda konum kestirimi problemi yıllardır üzerinde çalışılan bir konudur. Özellikle işlem güçlerinin her geçen gün artması, ergonomik yapıları ve elde edilebilirlikleri ile kamera ve ataletsel ölçüm birimleri (IMU) birlikte kullanılarak konum kestirim problemlerini çözme fikri bir hayli artmıştır. Bu tezde, KKS'nin olmadığı/etkisiz olduğu iç mekanlarda robotik sistemlerin haritalama ve konum kestirimi süreçleri ele alınmıştır. Günümüzde KKS'den gelen sinyallerin engellendiği ya da erişilemediği iç mekanlarda doğru ve güvenilir bir konumlandırma sağlamak, özellikle savunma sanayii için kritik öneme sahiptir. Bu bağlamda, görsel ataletsel eş zamanlı lokalizasyon ve haritalama (ViSLAM) algoritmaları, iç mekan konumlandırması için etkin bir yaklaşım sunmaktadır. Tez kapsamında, kamera ve IMU entegre edilerek görsel ve ataletsel veriler birleştirilmiştir. Kullanılan algoritma, çift (stereo) Oak-D-Pro kameradan elde edilen görsel verileri ve IMU verilerini eş zamanlı işleyerek haritalama ve konum kestirimini gerçekleştirmektedir. Algoritmanın doğruluğunu ve performansını arttırmak amacıyla IMU kalibrasyonu detaylı bir şekilde yapılmıştır. Bu sayede sistemin sensör verilerini doğru şekilde işleyebilmesi sağlanmıştır. ViSLAM algoritmalarının temel avantajları olan gürültüye dayanıklılık ve yüksek hassasiyet bu çalışmada derinlemesine analiz edilmiştir. Çalışmada kullanılan deneysel platform ile hem stereo kameradan aktarılan görüntü hem de ataletsel ölçüm birimi sensöründen gelen veriler Robot Operating Sistem (ROS) altyapısı kullanılarak işlenmiş ve ORB-SLAM3 algoritması ile entegre edilmiştir. Geliştirilen sistem, iç mekanlarda hareket eden bir insan/robotun çevresini doğru bir şekilde haritalayabilmesini ve kendi konumunu yüksek doğrulukla belirleyebilmesini sağlamıştır. Bu tez, Luxonis firmasının üretmiş olduğu Oak-D-Pro adlı kamerası kullanılarak ViSLAM algoritması ile gerçek dünyadaki iç mekan uygulamalarında kullanım potansiyelini göstermekte ve bu alandaki literatüre katkı sağlamaktadır. Oak-D-Pro kamerası literatürde kullanılmamış olması, bu çalışmayı diğerlerinden farklı kılmaktadır. Elde edilen sonuçlar, Oak-D-Pro kamerası ile geliştirilen sistemin hem akademik hem de endüstriyel uygulamalar için umut vaat eden bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.