240
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Ters robot kol mekanizma tasarımı, kontrolü ve simülasyonu
İnsanlık, yüzyıllar boyunca yaşamını kolaylaştırmak için birçok çalışma gerçekleştirmiştir. Endüstrinin gelişimi ile beraber insan gücünün gereksinimini azaltacak çalışmalar gerek zaman gerek maliyet tasarrufu için bilimin her zaman ilgi odağı olmuştur. Bu bağlamda insan yükünün en aza indirilmesini ve işin otomatik gerçekleştirilmesini sağlayan robotik otomasyon sistemleri büyük önem arz etmiştir. Çeşitli ihtiyaçlar doğrultusunda geliştirilen robotların birçok farklı çeşidi bulunmaktadır. En yaygın kullanım alanına sahip robot çeşidinin insan koluna benzer işlevlere sahip olan robot kollar olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasında da ters mekanizmaya sahip bir robot kol tasarlanmıştır. Tasarımı gerçekleştiren robot kolun endüstride karşılaşıldığı tespit edilen iki probleme çözüm üretmesi amaçlanmıştır. Bu problemlerden ilki robot kolun kapladığı yer sorunudur. İkinci problem ise robot kolun imalat tezgâhında sabit olması sebebi ile yalnızca bir üretim hattında faaliyette olması bundan dolayı her tezgâhta başka bir robot kola ihtiyaç duyulmasıdır. Bu da maliyet sorununu ortaya çıkartmaktadır. Bu amaçlar doğrultusunda tasarımı gerçekleştirilen tavandan raylı bir sisteme entegre edilmiş altı eksenli robot kol mekanizmasının, matematiksel modeli oluşturulup MATLAB ortamında dinamik analizi ve simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Simülasyonda robot kolun belirlenen bir hedef nesneye yaklaşması, hedef nesneyi kavraması, taşıması ve belirlenen konuma hedef nesneyi bırakması sağlanmıştır. Sistemin bu kontrollü hareketi gerçekleştirebilmesi için PID kontrolcü modeli kullanılmıştır. Simülasyon sonucunda elde edilen konum – zaman (teta – zaman) grafikleri incelendiğinde sistemin belirlenen referans değerlerinde hareket ettiği görülmüştür. Bu çalışma sonucunda ters robot kol mekanizmasının tasarlanma amacı doğrultusunda iki temel probleme çözüm sağladığı ortaya konmuştur.
Yapay zekâ temelli fındık çeşitlerini sınıflandırma makinesinin tasarımı ve imalatı
Fındık, özellikle gıda ve tarım endüstrisinde büyük bir öneme sahip olup, çeşitli türlerinin farklı alanlarda kullanılması, işleme süreçlerinin verimliliğini ve ürün kalitesini doğrudan etkilemektedir. Günümüzde fındık çeşitlerini kabuktan ayırma yapan makineler üretilmemekte; bunun yerine dolu, boş veya kırık fındıkları ayıran makineler yaygın olarak kullanılmaktadır. Fındık türlerinin ayrılması hem işleme sürecini optimize etmek hem de nihai ürün kalitesini artırmak açısından önemlidir. Bu bağlamda, önerilen bu çalışmada, fındıklar sahip oldukları fiziksel, renk ve doku gibi değerlerine bakılarak uygun kullanım alanlarında kullanılmak üzere cinsine göre kabuktan sınıflandırma işlemi yapılması amaçlanmıştır. Bant üzerinde yuva görüntülerinin alınması, kırpma işlemi, arka planın çıkartılması ve ölçü standartlaştırma gibi ön görüntü işleme çalışmalarından sonra, görüntülerden öznitelik çıkarımı yapılmıştır. Sınıflandırma işleminde yüksek başarı oranları elde edebilmek için çıkarım yöntemlerinin boyut, renk ve doku farklılıklarını içermesi sağlanmıştır. Sınıflandırma sonuçlarına göre bant üzerinde ayrıştırma için vakum prensibine dayalı bir sistem geliştirilmiştir. 3 fındık türünü ayrıştırmada bant üzerindeki yuvalara denk gelen kayar plakalar step motorlar aracılığıyla konumlandırıldıktan sonra vakumlama işlemi ile ilgili hazneye bırakılmaktadır. Özellik çıkarım yöntemleri olarak, Boyut, Renk, Haralick, Yerel İkili Desen Algoritması ve Yönlendirilmiş Gradyanların Histogramı yöntemleri kullanılmıştır. Son olarak, seçilen bu öznitelikler, K En Yakın Komşu, Karar Ağaçları, Destek Vektör Makineleri, İleri Beslemeli Yapay Sinir Ağları, Yinelemeli Sinir Ağları ve İleri Kademeli Sinir Ağları sınıflandırıcılarına uygulanmaktadır. Sınıflandırma sonuçlarına göre %92 doğruluk değeri ile İleri Kademeli Sinir Ağları'nın diğerlerine göre daha iyi performans gösterdiğini ortaya konmaktadır. Sonuç olarak, imalatı ve tasarımı gerçekleştirilen makine öğrenme tabanlı fındık meyvesini dış kabuk üzerinden sınıflandırılması hem endüstriyel süreçlerde kaliteyi artıracak hem de verimliliği yeni bir seviyeye taşıyarak sektörde önemli bir yenilik oluşturacaktır
Robot kol tasarımı ve bulanık mantık denetleyici ile denetiminin araştırılması
Bu tez çalışmasında, altı eksenli bir dönel tip robot kol tasarımının bulanık mantık kontrolörler konum denetimi araştırılmıştır. Endüstride yaygın olarak kullanım alanı bulan robotların özellikle otomatik üretim bantlarında tercih edilen bir versiyonu olan robot kolların hassas kontrolü son derece önemlidir. Birçok sistemin etkin denetiminde geleneksel kontrolörlerden PID kontrolör kullanılmaktadır. Ancak PID kontrolörün robot kol gibi aşırı doğrusalsızlığının yanında bozucu girişlerin etkisinin denetim performansını aşırı şekilde olumsuz etkilemesi daha dayanıklı kontrolörlere olan ihtiyacı artırmaktadır. Bulanık mantık kontrolör ise doğrusal olmayan sistemlerin denetimindeki başarısı ve kolayca uygulanabilmesi nedeniyle hassas ve etkin denetimde tercih nedeni olmaktadır. Bu çalışmada altı eksenli robot kolun malzeme tutma kısmı haricindeki konumlandırmayı gerçekleştiren kolların hassas denetiminin bulanık mantık kontrolörle gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bulanık mantık kontrolörde Mamdani ve Sugeno olarak adlandırılan iki tür yapı kullanılmaktadır. Robot kolun eksenel konumlandırmayı sağlayan üç eksendeki denetimi her iki tip bulanık mantık kontrolör ile gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar aynı zamanda geleneksel PID kontrolörle karşılaştırılmıştır. Robot kolun farklı başlangıç konumlarından başka bir konuma taşınmasının incelendiği adım referans girişi izleme performansı ve bir den fazla konum ihtiva eden dinamik referans girişi izleme performansı araştırılmıştır. Ayrıca bu denetimlerde robot kolun her uzvunun birlikte hareketini koordine etmek ve uygun şekilde taşınmayı sağlamak için yörünge planlaması gerçekleştirilmiştir. Altı eksenli robot kolun denetimi Matlab/SimMechanics ortamında yapılan benzetimde bulanık mantık kontrolörün denetim performansı ve yörünge planlamasındaki başarımı gösterilmiştir.
Bir tekstil fabrikasında iklimlendirme sistemine ait hava boşaltım odalarında oluşan hava akımı yardımıyla elektrik enerjisi elde edilmesi
Son yıllarda enerji elde etmek için fosil yakıtların kullanılması ve bu yakıtların çevreye verdiği zararlardan dolayı, insanlar yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmaya yönelmişlerdir. Rüzgâr enerjisi de bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak büyük ölçekli santrallerde üretilerek enerjinin çeşitlendirilmesine yardımcı olmuştur. Bu çalışmada, bir fabrikadaki hava iklimi sayesinde toz ve lif uçuntusu içeren iç ortam havası emiş motorları tarafından dış ortama salınırken, fan odasına yatay eksenli bir rüzgâr türbini yerleştirilerek enerji üretilmesi amaçlanmıştır. Elde edilecek enerji işletme için de uygun alanlarda kullanılmıştır. Yapılan bu tez çalışmasında işletmelerde bu güne dek tüketim elemanı olarak görülen iklimlendirme sistemlerine bir kaynak görevi üstlendirilmiştir. Hava hızının sürekli olduğu ve kumaş dokuma işletmesi çalıştığı zaman kesintisiz bir hava akımını kullanacak rüzgâr türbini sayesinde çalışma yapılan işletmede yenilenebilir enerji kullanımı için yeni bir metot geliştirilmiştir. Genelde dış ortamda görmeye alışık olunan rüzgâr türbinini, kapalı alanda atık hava hızı yardımıyla döndürülerek elektrik enerjisi elde edilmiştir.
İnsansı robotun engellerden kaçınarak yürümesi için derin pekiştirmeli öğrenme algoritmalarının geliştirilmesi
İnsansı robotların gerçekleştirecekleri operasyonlar çevresel faktörlerin etkisi ile kritik derecede zor bir görev olarak kabul edilir. Bu tez, insansı robotların operasyonel kabiliyetlerini artırmaya yönelik olarak, çeşitli engellerin ve duvarların bulunduğu ortamlarda hedefe ulaşmayı sağlamak için olası bir kontrol yaklaşımını açıklamaktadır. İnsansı robot, gördüğü çevre elemanlarından alınan bilgiler, mevcut konum ve yöne göre derin pekiştirmeli öğrenme yöntemleri kullanılarak eğitilmiştir. Eğitimin gerçekleştiği ortamlarda, robota, bir veya birden fazla hedef verilmiştir. Tasarlanan kontrol yaklaşımları, Robot İşletim Sistemi (ROS) ve Webots benzetim ortamlarında test edilmiştir.
Omnidirectional robot indoor localization by using vision sensors and artificial CCs beacons with coppeliasim program
The major goal of this project is to design and implement an indoor localization method for Omni-directional mobile robot based on trilateration technique, Color Code signatures (CCs) as artificial passive beacons, and vision sensor. The robot is guided by the vision sensor, which detects color-coded beacons. The artificial passive beacons are designed as three disks positioned one on top of the others with different sizes and colors (primary colors only, RGB). The three disks share the same center. The designed beacons are placed on the ceiling to be visible from most locations within the room. The robot's model, controller, and localization method are implemented and evaluated inside the CoppeliaSim environment. The simulation results show that the CCs detecting algorithm enables the robot to discover the designed beacons, achieve an accurate localization and reach the target.
Ti6al4v titanyum alaşımının fiber lazer ile işlenebilirliğinin araştırılması
Titanyum ve titanyum alaşımları düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek korozyon ve ısı direnci gibi özellikleri bir arada bulundurduğu ve üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı endüstride ve özellikle uzay, denizcilik ve havacılık sanayi için vazgeçilmez bir malzemedir. Bu tez çalışmasında, Ti6Al4V titanyum alaşımının, ana işleme yöntemleri olarak alışılmamış imal usullerinden Lazer Işınıyla İşleme yöntemi kullanılmıştır. Lazer ile kesme işleminde mekanik kesme kuvvetleri oluşmadığından dolayı, hızlı ve titreşimsiz bir işlem yapılabilmektedir. Lazer teknolojisi ile yapılan metal kesim işlemlerinde geleneksel yöntemlere kıyasla birçok yönden daha başarılı sonuçlar elde edilmektedir. Geleneksel yöntemlerde olduğu gibi, lazerle kesim teknolojisinde de üretim verimliliğini arttıran ve ürün kalitesine doğrudan etki eden bir takım işlem parametreleri bulunmaktadır. Bu çalışmada, endüstriyel malzeme kesme işlemlerinde kullanılan lazer sistemleri ve işlem parametrelerinin kesme ve ürün kalitesine etkileri incelenmektedir. Deneyler sonucunda numunelerin yüzey ve ısıdan etkilenen bölgeleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş, enerji dağılımı spektrometresi (EDS), X-Işını kırınım yöntemi (XRD) ve mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. İşlenmiş yüzeylerin yüzey formasyonları, mikroyapı değişimleri, yeniden katılaşan tabaka kalınlığı, kerf genişlikleri, kerf eğim açıları gibi karakteristik özellikler incelenmiş ve bu karakteristiklerin işlem parametrelerine bağlı olarak nasıl değişim gösterdiği araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Fiber lazer, Lazer kesme, Titanyum, Ti6Al4V
İki tekerlekli kendini dengeleyen mobil bir aracın kontrolü
Bu tez kapsamında iki tekerlekli kendini dengeleyen araçların kontrolü çalışılmıştır. İki tekerlekli araçlar kişisel taşıma sistemlerinin geliştirilmesi için önemli bir alan teşkil etmektedir. Ters sarkaç prensibine dayalı olarak tasarlanan iki tekerlekli kendini dengeleyen aracın matematiksel modeli Lagrange metoduna dayalı olarak türetilmiştir ve MATLAB/Simulink' ortamında aracın matematiksel modelinin benzetimi yapılmıştır. Dik duruş pozisyonunda kararsız ve doğrusal olmayan iki tekerlekli aracın denge kontrolünün yanı sıra hız ve pozisyon kontrolü de gerçekleştirilmiştir. PID, LQR, Kutup Atama Tasarımı gibi çeşitli kontrol teknikleri kullanılmış ve kontrolörlerin performansları karşılaştırılmıştır. Sistem için en uygun kontrolcü parametrelerinin bulunması için Parçacık Sürü ve Yapay Bağışıklık Optimizasyon algoritmaları kullanılmıştır ve bulunan sonuçlara göre iki teknik karşılaştırılmıştır.
Dört pervaneli (quadcopter) insansız hava aracına farklı kontrol yöntemlerinin uygulanması
İnsansız Hava Araçları(İHA), içinde insan unsuru bulundurmayan, sahip olduğu algılayıcılar ve yazılımsal yöntemler aracılığıyla hızını, yönünü ayarlayabilen, bulunduğu noktadan hedef noktaya gidip tanımlanan görevleri yerine getiren sistemlerdir. Quadcopter en fazla kullanım alanı olan İHA‟dır. Manevra kabiliyetlerinin iyi olması iniş-kalkış için geniĢ alanlara ihtiyaç duymaması, kontrol ve kurulumunun kolay olması ve havada asılı kalma kabiliyetleri quadcopterin diğer insansız hava araçlarından daha fazla tercih edilme sebepleridir. Bu tezde, quadcopter insansız hava aracı için konum ve açı değerlerinin kontrolü için farklı kontrol yöntemlerinin benzetim çalıĢmaları MATLAB/Simulink ortamında yapılmıĢtır.Bu amaçla ilk olarak quadcopter sisteminin Newton-Euler metodu ile matematiksel modeli oluĢturulmuŞtur.Pozisyon ve açı kontrolü için sisteme PID, Kaskat PID, LQR ve Adaptif Kontrol uygulanmıĢ ve sistemin her bir eksendeki hareketinin kontrolü incelenmiĢtir. Bu kontrolörlerden elde edilen sonuçlar karĢılaĢtırılmıĢtır.
Belirli bir otomobilin ön bölümündeki aerodinamik etkilerin ve enerji kaybının sayısal olarak incelenmesi
Bu tez çalışmasında, belirli bir otomobilin ön bölümündeki aerodinamik etkilerin ve enerji kaybının sayısal incelemesi yapılmıştır. Bu amaçla araç ön bölümüne etkiyen sürükleme direnci ve bunun enerji tüketimine etkisi incelenmiştir. Öncelikle, ölçüleri belirlenmiş araç modellenmiştir. Solidworks programında tasarlanan temsili otomobil modeli üzerinde Ansys Fluent yazılımında k-ε türbülans modeli kullanılarak üç boyutlu hava akış benzetimi uygulanmıştır. Taşıtın ağ yapısı sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak oluşturulmuştur. Çözüm için Ansys'de sınır şartları olarak serbest akış hızı 27 m/s alınmıştır ve hava akış özellikleri belirlenmiştir. Ön bölümü kapalı olan otomobil modeli için sürükleme ve kaldırma katsayıları gibi aerodinamik karakteristikler hesaplanmıştır. Böylece, akış Fluent programında analiz edilerek, otomobilin ön formuna etkiyen sürükleme direnç katsayısı (Cd) bulunmuştur. Ayrıca elde edilen bu verilerin enerji tüketimine olan etkileri araştırılmıştır. Daha sonra aracın ön bölümüne delik açılarak ve ızgara yerleştirilerek analizler ayrı ayrı tekrar yapılmıştır. Ayrıca, aracın ön bölümündeki deliğin arkasına rüzgar türbini ilave edilmesiyle aerodinamik sürükleme direnç katsayısının ve enerji tüketiminin değişimi incelenmiştir. Sonuç olarak ön bölümünde delik, ızgara, türbin bulunan araçlarda enerji tüketiminin kapalı form otomobile göre daha fazla olduğu görülmüştür. Ancak otomobile ilave edilen rüzgar türbini yardımıyla üretilen enerjinin ana model otomobile göre oluşan kayıp enerjiden daha fazla olduğu görülmüştür. Böylece otomobile etkiyen aerodinamik kayıp enerjinin bir kısmının rüzgar türbini yardımıyla geri kazanımının mümkün olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Aerodinamik, Aerodinamik sürükleme direnç katsayısı, otomobil, Ansys Fluent, yakıt tüketimi.
Grafik işleme ünitesi (GPU) tabanlı öğrenme kullanarak otonom araçlar için algılama sisteminin geliştirilmesi
Otonom araçlar çevre koşullarını algılayarak kararlar alan ve aldıkları kararlar doğrultusunda hareket eden araçlardır. Günümüzde otonom araçlara olan ilgi hızla artmaktadır. Gelişen, sensör, Grafik İşleme Birimi (GPU - Graphics Process Unit) teknolojisi ve yapay öğrenme yöntemlerindeki yenilikler ile birlikte otonom araç teknolojisi de gelişmektedir. Bu çalışmada ilk olarak, otonom araçlar ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. İkinci olarak, Linux ortamında Caffe kullanılarak, MNIST veri kümesi ile rakam tanıma yapılmıştır. Bu uygulama için Nvidia TK1 ve Nvidia TX1 kartlarına ek olarak iki adet bilgisayar kullanılmış ve Merkezi İşlem Birimi (CPU - Central Process Unit) ile GPU'lar hız ve doğruluk bakımından değerlendirilmiştir. Üçüncü olarak, nesne tanıma uygulamaları yapılmıştır. Bu amaçla ilk olarak, Windows ortamında Matlab'da yaya geçidi trafik tabelası algılama uygulaması yapılmıştır. Bu uygulama için Elazığ, Niğde ve Kayseri şehirlerinin yaya geçitlerinde çekilen görüntüler ile oluşturulan veri kümesi kullanılmıştır. Algılama için Bölgesel Konvolüsyonel Sinir Ağı (B-KSA), Daha Hızlı Bölgesel Konvolüsyonel Sinir Ağı (Daha Hızlı B-KSA) kullanılmış ve sonuçlar incelenmiştir. Sonrasında, Linux ortamında temel anlamda YOLO kullanılarak nesne tanıma uygulaması yapılmış ve çıktılara yer verilmiştir. Son olarak, küçük bir yer aracı ile yapay öğrenme yöntemlerini kullanan otonom bir araç yapılmıştır. Bu amaçla, yer aracı üzerine çeşitli sensörler, kamera ve Nvidia TX2 kartı yerleştirilmiştir. Otonom araç, tasarlanan parkur üzerinde test edilmiştir. Tüm uygulamalar başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak ve şekiller ile verilmiştir.
Denge robotu tasarımı ve modellenmesi
Bu tez çalışmasında iki tekerlekli denge robotu tasarlanarak Matlab programında simülasyonu yapılmıştır. Yapılan çalışma literatürdeki mevcut çalışmalar ile karşılaştırılmış ve mevcut çalışmalara göre programlama ve çalışma hassasiyetinin daha iyi olduğu elde edilen veriler ile ortaya konulmuştur. Diğer çalışmalarda olduğu gibi bu çalışmada da deney düzeneği olarak ters sarkaç sistemi kullanılmış ve denge robotu bu kapsamda tasarlanarak modellenmiştir. Bu tezde yaptığımız çalışmanın tasarım aşamalarında öncelikle ters sarkaç sistemi ve denge robotunun üç boyutlu çizimi Solidworks programı kullanılarak hazırlanmıştır. Daha sonra tasarımı yapılan denge robotu modeli Matlab/Simulink programındaki SimMechanics arabirimine aktarılarak gerekli blok diyagramlar oluşturulmuştur. Tasarlanan denge robotunun kontrolü PID kontrol ünitesi ile yapılmış ve PID' nin parametrelerini belirlemek için Matlab/Simulink'deki "PID Tuner" kullanılmıştır. Bu şekilde tasarlanan denge robotunun kontrol parametreleri ayarlanarak sisteme uygulanmış ve bilgisayar ortamında sistemin simülasyonu yapılarak elde edilen veriler değerlendirilip bu tez çalışmasında sunulmuştur. Bu tez çalışmasında elde edilen veriler daha pratik ve daha kararlı çalışan yeni denge robotu modellerinin tasarımlarına katkı sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Ters sarkaç, Denge robotu, SimMechanics, PID kontrolör
Çip üzerinde sistem mimarili fpga kullanarak gerçek zamanlı görüntü işleme algoritmalarının gerçekleştirilmesi
Bu tezde, gri seviye görüntü dönüşümü ve kenar bulma algoritmaları, Zynq-7000 mimarisine sahip FPGA üzerinde gerçek zamanlı olarak uygulanmıştır. Oluşturulan deney düzeneğinde, gömülü sistem uygulaması için Picozed gömülü görüntü işleme kartı kullanılmıştır. Kullanılan kart, üzerinde Xilinx Zynq-7000 mimarisine sahip XC7Z030 FPGA barındırmaktadır. Zynq-7000 mimarisi ARM işlemci ve FPGA bloklarına sahip olduğu için, yazılımsal ve donanımsal olarak programlanabilir yapıdadır. Bu iki yapı arasındaki iletişim Gelişmiş Genişletilebilir Arayüz (AXI-Advanced eXtensible Interface) üzerinden sağlanmaktadır. Ayrıca, ARM işlemci bir işletim sistemi kullanmaya da imkân tanımaktadır. Xilinx tarafından sağlanan Linux işletim sistemi, FPGA'da kullanılan donanımlar ve kartın barındırdığı donanımlar için sürücü desteği sağlamaktadır. Bu tezde, kartın programlanmasında Yazılım Tanımlı Çip Üzerinde Sistem (SDSoC-Software Defined System on Chip) programlama ortamı seçilmiş ve AVNET tarafından sağlanan Picozed uyumlu SDSoC görüntü işleme platformu kullanılmıştır. Programlamada, C/C++ dilleri kullanılarak kartta kurulan Linux işletim sisteminde çalışan proje oluşturulmuştur. Görüntü işleme uygulamaları için aynı ortam donanımsal programlama yapmayı da mümkün kılmıştır. Donanımsal olarak gerçekleştirilmek istenen hesaplamalar, donanım hızlandırmalı hesaplama yapısı sayesinde doğrudan aynı ortamda tasarlanmıştır. Seçilen görüntü işleme uygulamaları; 1920X1080 piksel çözünürlükte, 60 çerçeve/saniye hızında gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. Uygulanan kenar bulma algoritmaları, Sobel, Prewitt ve Roberts kenar tespit yöntemleridir. Gömülü sistemin HDMI girişinden alınan görüntü verileri işlenerek HDMI protokolünde çıkışa aktarılmıştır. Tezde her bir uygulama, hem yazılımsal hem de donanımsal olarak gerçekleştirilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: FPGA, Zynq-7000, Picozed gömülü görme kartı, SDSoC, Kenar algılama
Dört rotorlu hava aracı ile görme tabanlı nesne takibi
Hem askeri hem de sivil sektörlerde insansız hava araçlarına olan ihtiyaç, son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Günümüzde insansız hava araçları arama kurtarma, hasar tespiti, keşif gibi alanların dışında istihbarat ve gözetleme gibi askeri alanlarda da çok önemli bir rol oynayarak, tehlikeli ortamlarda yapılacak görevlerde kullanılmaktadır. Çok çeşitli modelleri bulunan insansız hava araçlarından olan dört rotorlu insansız hava aracı, yüksek hareket kabiliyeti ile ön plana çıkmaktadır. Tezde dört rotorlu insansız hava aracının görüntü tabanlı nesne takibi gerçekleştirilmiştir. Bunun için ilk önce dört rotorlu insansız hava aracının matematiksel modeli oluşturulmuştur. Nesne takip aşaması için Parrot firmasının Parrot AR.Drone 2.0 Power Edition ürünü kullanılmıştır. Nesne takip işleminde, cihazın ön kamerasından alınan görüntüler kullanılarak takip edilecek nesnenin renk, şekil ve koordinat bilgileri kullanılmıştır. Python programlama dilinde AT (Attention) komutları kullanılarak yazılan kod parçacıkları ile insansız hava aracının yapması istenilen hareketler gerçekleştirilmiştir. Görüntü işlemede önemli bir platform olan OpenCV'den faydalanılarak, hareketli nesnenin tespitinde renk özelliği ve şekil özelliği ayrı ayrı incelenerek işlem yapılmıştır. Sabit kameradan elde edilen görüntülerden hareketli nesnenin tespiti için renk ve şekil özellikleri birlikte kullanılarak Python programlama dilinde, nokta ve çekirdek tabanlı nesne takibi gerçekleştiren program oluşturulmuştur. Oluşturulan program ile dört rotorlu insansız hava aracına wifi üzerinden bağlantı kurularak, cihazın ön kamerasından elde edilen görüntüler kullanılmış ve görme tabanlı nesne takip işlemi gerçekleştirilmiştir. Autoflight programı üzerinden AR.Drone 2.0 ile bağlantı sağlanarak cihazın hareket halinde iken izlemiş olduğu rota çizgisi incelenmiştir. EZ-Builder programında AR.Drone 2.0 üzerindeki kameradan alınan görüntülerden RGB (Red-Green-Blue) renk uzayında kırmızı renkli hareketli bir nesnenin, HLS (Hue-Luminance-Saturation) renk uzayında sarı renkli hareketli bir nesnenin ve YCbCr (Luminance-Chrominance blue- Chrominance red) renk uzayında ise sarı ve yeşil renkli dikdörtgen nesnelerin sisteme tanıtılma ve takip işlemleri gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Dört Rotorlu İnsansız Hava Aracı, Görüntü İşleme, Nesne Takibi
Dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi, tasarımı ve yükseklik denetimi
Dört rotorlu insansız hava araçları tehlikeli, hassas pilotaj gerektiren güvenlik, gözetim, hedef tespiti ve takibi gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Hava aracının dinamik yapısı, sisteme yüksek itki kuvveti sağlamakta ve yapılması zor olan hareketlerin yapılabilmesine imkân vermektedir. Ancak aracın dört rotordan oluşan doğrusal olmayan dinamik yapısı, her bir rotoru harekete geçiren motorların hız denetiminin gerekliliği gibi nedenlerden dolayı dört rotorlu insansız hava araçlarında denetime ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında dört rotorlu insansız hava aracının (quadrotor) tasarımı, modellenmesi, yükseklik ve yönelim dinamiklerinin denetimi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle quadrotorun matematiksel modellemesi yapılarak Matlab/Simulink ortamında benzetim modeli oluşturulmuştur. Quadrotorun yönelim ve yükseklik denetimleri için üç farklı denetleyici tasarlanmış, benzetimi yapılmış ve sisteme uygulanmıştır. İlk olarak; geleneksel denetim yöntemlerinden Proportional-Derivative (PD) ve Proportional-Integral-Derivative (PID) denetleyiciler ile quadrotorun yönelim ve yükseklik denetimi gerçekleştirilmiştir. Bunun için PD ve PID denetleyicilerin kazançları tasarlanarak benzetim modeli üzerinde test edilmiştir. İkinci olarak; quadrotorun yönelim ve yükseklik denetimi için Kayan Kipli Denetleyici (KKD) tasarlanarak benzetim modeli üzerinde test edilmiştir. Üçüncü olarak; Geri Adımlamalı Denetleyici (GAD) tasarlanarak benzetim modeli üzerinde quadrotorun yönelim ve yükseklik denetimini gerçekleştirmek amacıyla test edilmiştir. Quadrotorun bilgisayar ortamında üç boyutlu olarak katı modellemesi yapılmış ve benzetim modeli üzerinde en iyi denetimi sağlayan denetleyici, fiziksel model üzerinde test edilerek başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Optik görüntüleme sistemleri için değişken odaklı sistem tasarımı
Optik, elektro-optik ve optomekanik bileşenler kullanılarak izlenmek istenen hedeflerin görüntülenmesi için oluşturulan sistemler optik görüntüleme sistemleri olarak adlandırılmaktadır. Farklı menzillerde bulunan hedefi net bir şekilde görüntülemek için değişken odaklı (zum) optik görüntüleme sistemleri kullanılmaktadır. 'Zum sistemleri' olarak da bilinen bu sistemlerin görüntü alabilmesi için objektifte bulunan mercek gruplarının bazılarının doğrusal olarak hareket etmesi gerekir. Bu hareket elle ya da motor yardımı ile sağlanabilir. Hareketli mercek grupları içerdikleri ve hassas konum kontrolü gerektirdiği için bu sistemlerin optik ve mekanik tasarımı zordur. Bu çalışmada değişken odaklı görüntüleme sistemleri hakkında genel bilgiler verilerek, sistemi oluşturan en uygun mekanizma tipine karar verilerek sistemin tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen sistem tasarımsal olarak doğrulanmıştır ve konum kontrolü çalışmaları yapılmıştır. Konum kontrolü ile ilgili çalışmalar hem benzetim ortamında (MATLAB/Simulink), hem de gerçek sistem üzerinde yapılarak, sonuçlar değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Değişken odaklı sistem, zum sistemleri, silindirik kam, kontrol
Dört serbestlik dereceli robot kolun 2-DOF PID ile kontrolü
Bu çalışmada, dört serbestlik dereceli robot kolunun uç elemanının pozisyon (konum) kontrolü yapılmıştır. Robot kolun uç noktasının referans konum değerleri ters kinematik denklemlere uygulanarak referans konum açıları belirlenmiş ve bu açılar kapalı çevrim olarak kontrol edilmiştir. Çalışmada robot kolun her bir ekleminin hareketi için Doğru Akım (DA) motoru kullanılmıştır. İlk olarak robot kolu Matlab/SimMechanics ortamında modellenmiştir. Robot kol RoboAnalyzer programında modellenerek her bir eklem için gereken torklar belirlenmiş ve bu tork değerlerine göre DA motorun seçimi yapılmıştır. Seçilen DA motor parametrelerine uygun transfer fonksiyonu elde edilerek bu modele eklenmiştir. Robot kolu hem klasik PID kontrolör hem de 2-DOF PID kontrolör ile kontrol edilmiştir. Hem klasik PID hem de 2-DOF PID parametreleri parçacık sürü optimizasyonu yöntemi ile belirlenmiştir. Sonuçlar irdelendiğinde 2-DOF PID kontrolör performansının klasik PID kontrolörün performansından daha iyi olduğu görülmüştür. Böylelikle 2-DOF PID kontrolör ile robot kol performansı iyileştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Robot kol, Kinematik denklemler, Konum kontrolü, PSO, 2-DOF PID
Design and simulation of wall-cross detection security system using pic16f877a microcontroller
The world of today is highly integrated and depends on digital electronics especially in securities, communications, etc. in this thesis a security system was developed to look after four square walls north wall, south wall, east wall and west wall. Each wall has a sensor designed using light dependent resistor(LDR) and light emitting diode(LED) whenever somebody or something crossed the wall he/she blocked the light-dependent resistor(LDR) from receiving light from light emitting diode(LED) that makes the light dependent resistor(LDR) to output 0 volt to peripheral interface controller (the peripheral interface controller function as the brain of the thesis) whenever the peripheral interface controller detects 0 volt it send signal to liquid crystal display(LCD) to display that, that particular wall has been crossed, and the system will immediately rotate the dc motor that carries closed-circuit television(CCTV) camera to stop at the crossed wall in order to capture a real-time video and send to the buzzer. If the peripheral interface controller(PIC) detects 5 volts from all the walls light dependent resistor(LDR) that means that all the walls are not being crossed, if all wall light dependent resistor(LDR) output 5 volts the peripheral interface controller(PIC) will display on the liquid crystal display(LCD) "all walls ok". The system also displays a calendar (time and date) on liquid crystal display(LCD).
İnsansız robotik bir kara aracı tasarımı ve prototipi
Günümüzde askeri alanda, keşif, gözlem, hedef imha, tespit gibi ve buna benzer uygulamalarda insansız robotik kara araçlarının kullanımı hızla artmaktadır. Özellikle insanların girmesinin tehlikeli olduğu ortamlarda kişilerin can güvenliğinin sağlanması ve görevlerin daha başarılı ve etkin bir şekilde yerine getirebilmesi için farklı araç tasarımlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçla farklı özellik ve tasarımlara sahip insansız kara araçları araştırmacılarca geliştirilmektedir. İnsansız kara araçlarının tekerlekli, paletli, ayaklı ve hibrit olmak üzere farklı tasarımları mevcuttur. Aracın görev yapacağı ortam şartlarına göre her bir sistemin birbirine karşı avantajları bulunmaktadır. Bu araştırma kapsamında tasarlanan insansız kara aracının düz bir yolda hızla ilerlerken aynı zamanda engelleri aşabilmesi, merdiven gibi basamaklı alanları tırmanabilmesi amaçlanmıştır. Bu tez kapsamında hibrit bir insansız kara aracı tasarımına yönelmiştir. Mobil aracın tekerlek yapısı ''transformable wheel'' yani dönüştürülebilir tekerlek sistemi şeklinde tasarlanmıştır. Tekerlek ve parmak sisteminin birleştirildiği bu tasarımda robot, düz arazi şartlarında sahip olduğu tekerlek yapısı sayesinde hızlı ve manevra yeteneği yüksek bir şekilde hareket edebilmektedir. Engebeli arazi şartlarında ise parçalı tekerlek yapısı açılarak, tekerlek yıldız şeklini almakta ve yüzeye uyum sağlayarak dengeli bir hareket sunmaktadır. Bu çalışma kapsamında altı parçalı dönüştürülebilir tekerlek yapısına sahip hibrit bir mobil aracın fiziksel modeli tasarlanmış ve prototipi üretilmiştir. Ayrıca aracın kinematik ve dinamik modelleri ortaya koyulmuş ve Matlab/Simulink ortamında hareket simülasyonu yapılmıştır. Son olarak, üretilen prototip aracın performansı düz zemin üzerinde ve merdiven yüzeyinde test edilmiştir.
Raspberry Pi kartı kullanarak nesne tespit ve takip robotunun tasarımı ve modellenmesi
İnsan yeteneklerini taklit eden ve onun gibi davranan makineler yapmak bilim insanları için her zaman heyecan verici bir araştırma konusu olmuştur. Başlangıçta, bilgisayarların hesap yapabilme yetenekleri dikkate alınarak, düşünme, işitme, konuşma, tanıma, görme gibi yeteneklerinde geliştirebileceği düşünülmüş ve bu düşüncenin temelinde, insan gibi dış dünyayı algılaması ve elde ettiği verileri akıllı bir biçimde işleyerek çeşitli problemlere çözüm üretmesini sağlayabilmek hedeflenmiştir. Bilgisayar duyduklarımızın görüntüsünü çizebilir veya bir kokunun şiddetine göre bir görsel şekil oluşturabilir. Bu özellikler bilgisayar görmesi konusunun temelini oluşturmaktadır. Bu bağlamda bilgisayarlı görmenin temel amacı, algılanan verilere göre kabul edilebilir makul ve mantıklı kararlar verebilmesidir. Nesne olarak belirtilen, görsel olarak algılanabilen her şeydir. Tespiti, takibi gibi özellikleri kapsamaktadır. Bilgisayarın nesne üstünde yaptığı görme bu bilgiler ışığında, nesneleri tanıma, ayırt etme, sınıflandırma, belirleme, bulup getirme, değiştirme, doğrulama gibi durumları ifade eden ve belirli bir algoritmaya göre yapılan bütün işlemlerdir. Son yıllarda robotik sistemler alanındaki çalışmalara bakıldığında, insanlarla satranç oynayan, fabrikalarda vida sıkan, imla hatalarımızı düzelten, parfüm koklayan, hastalıkları teşhis edebilen vb. birçok alanda farklı işlemleri gerçekleştirebilen sistemler geliştirilmiş ve bu sistemler güvenle kullanılmakla birlikte yakın gelecekte daha geniş bir yelpazede kullanılacağı görülmektedir. Video akışında, hareketli bir nesnenin gerçek zamanlı algılanması ve takibi oldukça güçtür. Bu tez ile, Raspberry Pi kartı ve Python yazılımı ile OpenCV görüntü işleme kütüphanesinden, anlık video görüntüsü ile renk uzayından faydalanılarak nesne tespit işlemi gerçekleştirilmektedir. Tekerlekli bir gövde üzerine yerleştirilecek kamera ile anlık görüntü alınıp, elektronik devre bu sistem üzerine yerleştirilip, sensörler yardımıyla sistem dizayn edilmiştir. Dc motorlar, motor sürücüleri ve Raspberry Pi kartı yardımıyla robot sisteminin hareketi ve kontrolünü sağlanıp, kamera açışı genişletilmesinde kullanılarak nesne tespit ve takibin veriminin artırılması hedeflenmiştir. Son olarak, test sonuçları projenin başarılı bir şekilde geliştirildiğini göstermiştir. Görüntü işleme teknikleri kullanılmak suretiyle nesnelerin tanınması ve izlenmesi sağlanmış ve çalışmanın daha farklı alanlarda geliştirilebilir olması projeyi cazip hale getirmektedir.
Kıyıdan uzak tip dalga enerjisi dönüştürücüsünün deneysel olarak geliştirilmesi
Enerji ihtiyacı hızla artan nüfus ve gelişen teknolojiyle birlikte gün geçtikçe artmaktadır. Enerji kaynaklarının sürdürülebilirliği geçmişten günümüze kadar dünyanın en önemli konularından ve sorunlarından biri olmuştur. Dalgalar güçlü ve sınırsız yenilenebilir enerji kaynağıdır. Bu enerji, dalganın yüzeyinden ya da yüzey altındaki dalgaların basıncından elde edilmektedir. Dalgalanma rüzgârın su yüzeyinde yaptığı salınım hareketidir. Dalga enerjisi dönüştürücü sistemleri (DEDS) bu hareket sonucu oluşan basıncı kullanarak enerji üretirler. Yeryüzünün %70'den fazlası su ile kaplı olması nedeniyle dalgaların sahip olduğu enerji küresel enerji talebinin 1/5'ini karşılayabilecek, yılda 80000 TWh (milyon kWh) üretim potansiyeline sahiptir. Fakat dalga enerjisi dönüşüm sisteminin verimi coğrafya ve rüzgâr koşullarına göre %10 ile %35-40 arasında geniş bir aralıkta değişiklik gösterebilir. Bu çalışmanın amacı yüksek potansiyele sahip dalga enerjisinden elektrik enerjisi üretilebilecek dalga enerji dönüştürücüsünün prototip tasarımını, üretimini ve güç dönüşüm sistemini oluşturmaktır. Çalışmada kullanılan güç dönüşüm sistemi dalga yüzeyindeki hareketleri, mıknatıslarla çevrili milin kendi ekseni etrafında dairesel hareketini sağlamak için kullanmaktadır. Bu hareket sonucu manyetik alan oluşmaktadır ve milin içinde bulunduğu haznenin etrafına sarılı bobinler vasıtasıyla akımın ani değişimleri ile elektrik gücü üretilmektedir. Bu çalışma 13 farklı dalga formunda yapılmıştır. Bu dalga formlarının verimlilik, açısal hız ve güç gibi sonuçlar üzerine etkileri araştırılmıştır. DEDS'den genellikle belirli periyot ve genliklerde verimli sonuç elde edildiği gözlenmiştir. Bu çalışmada, geliştirilen prototip ile maksimum güç dalga yüksekliği 5 cm ve periyodu 2,5 sn olması durumunda 7 nW olarak; maksimum verim dalga yüksekliği 2 cm ve periyodu 3 sn olması durumunda %9 olarak elde edilmiştir. Bu yüzden bölgenin yıllık ortalama dalga boyuna ve dalga yüksekliğine bağlı olarak tasarımın yapılması gerekmektedir. İleride bobinin sarım sayısı ve mıknatıs miktarı artırılarak daha büyük hacimli bir sistemin geliştirilmesi verimi önemli ölçüde artıracaktır.
Design and manufacture of an omni-wheel robot with a dual arm manipulator
In the latest years, Autonomous Robots, which can operate using variety of different movement, have be developed manufactured and used in various occasions and occupations in this thesis a robot has been designed and created which uses Omni Wheels. Omni wheels robots are very common, since they do have the ability to move in any direction, and some are equipped with grippers or/and arms. A common problem that exists in such robots is that the robot's gripper is too short to reach items that are stored in high elevations, for example above a table. Given that most items are stored in higher places, the purpose of this research has been to design and create a robot that has large arms that can reach objects that are above its height without the need of expanding its body and without the risk of tripping over. Furthermore, it has been the objective of this research to equip this Omni robot with wireless radio capabilities. This wireless radio controlled capabilities would further enhance the function of the robot to obtain and transmit data from a remote position.
Mobil robotlar için gömülü sistem tasarımı
Son zamanlarda otonom ve yarı otonom mobil robotlar üzerine yapılan araştırmalar hız kazanmıştır. Her geçen gün robotlar daha akıllı sistemler haline dönüşmektedir. Robotik uygulamalara otonom özelliğinin eklenmesi ile sistemlerin kullanım esnekliği önemli ölçüde artmaktadır. Bu tez çalışmasında, yarı otonom bir mobil robotun istenilen komutu yerine getirerek arzu edilen noktaya gelmesi amaçlanmıştır. Mobil robotun kendi kendine karar vermesi sayesinde robotun engellerden kaçınarak, nesnelere ve kendine zarar vermeden en kısa rotadan gitmesi ve üzerindeki sensörler ile istenilen bilgilerin alınması hedeflenmiştir. Tasarlanan mobil robot platformu ARM tabanlı bir kontrolör kartı ile kontrol edilmiş ve robot işletim sistemi olarak bilinen (ROS) açık kaynak kodları kullanılmıştır. Bu sayede esnek programlama kabiliyetine sahip bir robot platformu oluşturulmuştur.
Endüstriyel amaçlı bir otonom robotun tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Endüstriyel robotlar sabit konumda çalışabilecekleri gibi mobil olarak çalışabilme kabiliyetine de sahip olabilirler. Son zamanlarda fabrika içerisinde taşıma amaçlı standart programlı mobil robotlar kullanılmaya başlanmıştır. Ancak her geçen gün robotlar daha akıllı sistemler haline dönüşmektedir. Robotik uygulamalara otonom özelliğinin eklenmesi ile sistemlerin kullanım esnekliği önemli ölçüde artmaktadır. Bu seminerde, otonom bir mobil robotun istenilen komutu yerine getirerek kendi karar vermesi sayesinde gereken noktaya engellerden kaçınarak, nesnelere ve kendine zarar vermeden en kısa rotadan gitmesi hedeflenmektedir. Bu tezde tasarlanan robot; mikro denetleyici tabanlı bir platform ile haberleşen Robot İşletim Sistemi olarak bilinen (ROS) açık kaynak kodları kullanılmıştır. Bu sayede robot esnek programlama kabiliyetine sahip olarak kullanılabilmektedir. Bu tezde tasarlanan robot omni-wheel veya mecanum wheel olarak bilinen her yöne dönebilen tekerlekleri sayesinde fabrika içerisinde yüksek manevra kabiliyetine sahip olması amaçlanmıştır.
Dalga enerjisi dönüşüm sistemlerinde enerji hasatı için piezoelektrik malzeme kullanılarak tasarlanan sistemlerin deneysel olarak incelenmesi
Enerji, insanların üretim yapabilmeleri ve yaşamlarını devam ettirebilmeleri için gerekli olan temel ihtiyaçlardan biridir. Artan nüfus ve gelişen teknolojiyle birlikte enerjiye olan ihtiyaç artarak devam etmektedir. Dünya enerji rezervleri gün geçtikçe tükenmeye yaklaşmakta ve mevcut enerji yöntemleri zararlı etkileri ile dünyayı tehdit altına almaktadır. Bu durum yeni enerji arayışlarına sebebiyet vermekte, en iyi alternatif olarak yenilenebilir enerjiler ön plana çıkmaktadır. Yerkürenin dörtte üçünü kaplayan sular ile elde edilecek dalga enerjisi, küresel enerji talebinin yüksek bir kısmını karşılayabilecek potansiyele sahiptir. Dalga enerjisinden yararlanmak için kullanılan mevcut sistemler yüksek dalga boyları ve genliklerinde çalışmak üzere tasarlanmışlardır. Bu sistemlerin etkilerinden faydalanamadığı aralıklardaki dalgaların enerjilerinden yararlanabilmek için yapılan araştırmalarda, dalgaların oluşturdukları mekanik etkilerin piezoelektrik malzemeler ile enerji hasadı sistemlerinde kullanılabileceği görülmüştür. Piezoelektrik malzemeler, kristal yapılarından dolayı üzerine etkiyen kuvvetin etkisiyle voltaj üretebilen malzemelerdir. Bu çalışmanın amacı, piezoelektrik malzeme ile tasarlanan enerji hasatçısının farklı dalgaların etkisi altında, serbest su yüzeyine olan konumunun değiştirilmesiyle elde edilen enerji miktarlarını karşılaştırarak en uygun enerji hasatçısı sistemini oluşturmaktır. Çalışmada 12 farklı konumda bulunan enerji hasatçısı sistemi 2 farklı dalga formu altında incelenmiştir. Oluşturulan 24 adet konfigürasyon için yapılan deneysel çalışma ile elde edilen verilere göre enerji hasat sistemlerinin verimlilik hesapları yapılmıştır. Yapılan çalışmaya göre maksimum güç değeri dalga hasatçısının dalga üretecine 50 cm uzaklıkta zeminden 35 cm yükseklikte, serbest su yüzeyine dik durumda ve dalga yüksekliği 2 cm ve periyodu 0,29 sn. olan dalgaların etkisi altında olması durumunda oluşturulan 16 numaralı konfigürasyon ile 2,26 (µW) olarak; maksimum verim yine 16 numaralı konfigürasyonda %21,04 olarak elde edilmiştir. Bu yüzden tasarımın serbest su yüzeyine dik, yüzeye yakın konumda ve frekansı yüksek dalgalar etkisinde kullanılacak şekilde yapılması verimi önemli ölçüde artıracaktır.
Derin öğrenme kullanarak tıbbi görüntü bölütleme
Bu tezde, ilk olarak son yıllarda makine öğrenmesi alanında çok fazla ilgi duyulan derin öğrenme yaklaşımı hakkında detaylı bilgilere yer verilmiştir. Daha sonra, en tehlikeli cilt kanseri türü olan melanomun tespitine yardımcı olabilmek adına otomatik bir cilt lezyonu bölütleme uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu tıbbi görüntü bölütleme uygulaması, derin öğrenme tabanlı olan Konvolüsyonel Sinir Ağı (KSA) mimarilerinde değişiklik yapılarak elde edilen Tam Konvolüsyonel Ağ (TKA) mimarileriyle gerçekleştirilmiştir. Uygulama için gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda veri seti olarak ISIC 2017 kullanılmış olup FCN-AlexNet, FCN-8s, FCN-16s ve FCN-32s isimli dört farklı TKA mimarisinden yararlanılmıştır. Bu mimariler ve veri seti dikkate alındığında, bu çalışma bilimsel yazında ilk kez gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar için öncelikle TKA'lar ayrı ayrı eğitilmiş ve eğitilen bu ağ modellerinin geçerlilik veri seti üzerindeki doğrulukları ve Dice katsayıları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, lezyon bölütleme çıkarımları görselleştirilerek kullanılan TKA mimarilerinin lezyonları ne kadar keskinlikte bölütleyebildiği gözlemlenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar, cilt lezyonu bölütleme uygulamalarında TKA'ların elverişli olduğunu göstermiştir. Bununla beraber, deneysel sonuçların bilimsel yazına ve tıbbi görüntü bölütleme ile ilgili çalışmalar yapan araştırmacılara katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Derin öğrenme, Konvolüsyonel Sinir Ağı, Tam Konvolüsyonel Ağ, Tıbbi görüntü bölütleme.
Kaskad nesne algılama ve yapay sinir ağları yöntemleri ile dudak okuma
Görüntü veya sesin, yazıya (metne) veya şekle dönüştürülmesi teknolojinin ilerlemesi ile daha çok kolaylaşmıştır. Söylenenlerin yazıya veya şekle dönüştürülmesi, günümüzde tam olarak istenen seviyede olmasa da tatminkâr sonuçlar elde edilebilmektedir. Ancak, görüntü arayıcılığıyla söylenenlerin tam olarak ortaya konması -dudak okuma işlemi- istenen bir seviyede değildir. Bunun sebebi, dudak okuma işleminde karşılaşılan engellerin, sesin işlenmesindeki -analizinde- karşılaşılan engellerden fazla olmasıdır. Bu tez çalışmasında video görüntülerindeki konuşma içeriğinin dudak okuma yöntemiyle tahmini gerçekleştirilmiştir. Dudak okuma görüntüdeki yüzün, gözlerin, dudak bölgesinin, dudakların ve dudakları temsil eden dış sınırlarının çizilerek dudak hareketlerinin takibini gerektiren karmaşık bir süreçtir. Bu çalışmada, öncelikle temel görüntü işleme yöntemleri incelenmiş daha sonra görüntüdeki yüzü bulmak için renk uzaylarının ten renginin tespitindeki başarıları karşılaştırılmıştır. Görüntüdeki yüzün bulunmasından sonra yüzün pozisyonu (sağa veya sola yatıklığı) kontrol edilmiştir. Yüzün eğimi, göz ve dudakların da eğik olduğu anlamına geldiği için bu eğim miktarına göre dudak dış sınır noktalarının tekrar hesaplanmasını gerektirmiştir. Yüzün eğiklik miktarı, gözlerin konumlarına göre hesaplanmıştır. Yüz üzerindeki gözler, belirlenmiş bir aralıkta (bölgede) elips, daire veya çizgi gibi şekillerin tespit edilmesinde kullanılan hough dönüşümü ile bulunmuştur. Gözlerin birbirlerine göre konumları bulunarak dudak dış sınırlarının tekrar hesaplanmasında kullanılmıştır. Daha sonra dudak dış sınırlarının hesaplanmasının öncesi ve sonrası karşılaştırılmıştır. Daha sonra dudak bölgesinin bulunması işlemi gerçekleştirilmiş ve bu bölgenin bulunmasında kullanılacak olan yöntemler(yüzün 1/3 lük kısmında bulunması, ten renginin kullanılması, çene ve burun deliklerinin tespiti gibi) kullanılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Dudak bölgesinin bulunmasından sonra dudakların ve dudakların dış sınırlarının tespit edilmesi ve dudak dış sınırlarının çiziminde ten renginden yararlanılmıştır. Dudak okuma işlemi 15 nokta ile kontrol edilir. Bunlar dudağı temsil eden 14 nokta ile dişlerin görünüp görünmemesidir. Bu 15 nokta içinden seçilmiş 10, 11 ve 19 noktanın değerlerinden oluşan 3 farklı özvektör oluşturulmuştur. Dudak hareketlerinin izlenmesi için dudak sınırları ve kalınlıkları arasındaki farkların yapay sinir ağları ile değerlendirilmesi sonucunda dudak okuması gerçekleştirilerek tahmin doğruluk oranları karşılaştırılmıştır.
Derin öğrenme kullanılarak FPGA'lar ile gerçek zamanlı nesne algılama ve tanıma
Nesne algılama ve tanıma işlemi, otonom insansız yer araçları, robotik ve medikal görüntü işleme gibi birçok alanda temel görevlerden biridir. Son zamanlarda derin öğrenme, veri ölçüsü büyük olduğunda birçok araştırmacı tarafından bu alanlarda kullanılmıştır. Özellikle, derin öğrenmenin en güncel yapılarından biri olan Evrişimsel Sinir Ağları (ESA'lar) bu alanda büyük başarılar sağlamıştır. ESA'lar ile ilgili gerçek zamanlı çalışmalar, Grafik İşleme Birimi (GPU- Graphics Processing Unit) kartları ile gömülü olarak yapılmıştır. GPU'lar yüksek kararlılıkla sonuçlanmasına rağmen, yüksek güç ve enerji tüketimi ve büyük hesapsal yük problemi ortaya çıkarmıştır. Bu problemin üstesinden gelmek için, İkili Sinir Ağı (İSA'lar) olarak adlandırılan, düşük kesinlikli yani ikileştirilmiş ağırlık ve aktivasyonlu ESA'lar Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (FPGA-Field Programmable Gate Array)'lar üzerinde uygulanmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, hem ARM işlemci hem de ZYNQ XC7Z020 içeren PYNQ FPGA kartı kullanılarak, nesne algılama ve tanıma işlemleri yapılmıştır. Birinci olarak; PYNQ kartı üzerine yüklenen OpenCV kütüphanesini kullanarak Haar-Kaskat sınıflayıcı oluşturulmuş, yüz ve göz algılama işlemi gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak; bilimsel yazında geliştirilmiş olan İSA'lar kullanılarak köpek, araç, uçak vb. nesnelerin tanınması işlemi yapılmıştır. PYNQ kartına harici olarak takılan kamera ile alınan görüntü üzerinde veya hafızasında depolanan nesne görüntüsü üzerinde önceden eğilmiş ISA'lar ile gerçek zamanlı tanıma işlemleri yapılmıştır. Donanım ve yazılımda geçen süreler ve başarımları tablolar ve grafikler ile verilmiştir. Üçüncü olarak MNIST el yazısı ve CIFAR nesne görüntü veri kümeleri üzerinde tanıma işlemi uygulanarak, ESA'lar, Merkezi İşlem Birimi (CPU-Central Processing Unit) ve Nvidia'nın Jetson TK1 ve TX1 GPU kartlar ile hız ve kararlılık açısından karşılaştırmalar yapılmıştır. Son olarak, PYNQ kartına harici olarak takılan Movidius USB-GPU ile gerçek zamanlı nesne tanıma uygulamaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar şekiller ile verilmiştir. Bu tez çalışması ile GPU'lar kümesi nesne algılama ve tanıma işlemleri için kullanılmadığı sürece, FPGA'ların düşük kararlılık bedelinde düşük güç tüketimi ile daha hızlı sonuç verdiği sonucuna varılmıştır. Anahtar kelimeler: FPGA, PYNQ, Nesne Algılama, Nesne Tanıma, Derin Sinir Ağları, İkileştirilmiş Sinir Ağları
Sürtünme karıştırma nokta kaynağı yöntemi ile AA7075 levhaların birleştirilmesi
Bu çalışmada Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (SKNK) yöntemi kullanılarak AA 7075 serisi alüminyum alaşımı saç levhalarının kaynağı yapılmıştır. Çalışmada kullanılan AA 7075 serisi alüminyum alaşımı güncel bir alaşım olup avantajları dahilinde bir çok alanda kullanılmaktadır. Bu avantajlar ışığında seçtiğimiz malzemenin kaynağı yapılırken takım dalma mesafesi, kaynak süresi, takım devri ve takım profili olmak üzere 4 parametre esası üzerinde durulup toplamda 16 adet numune için kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. SKNK ile elde edilen 16 adet numune için bağlantı bölgelerinde mekanik özellikler ve kaynak bölgesinin mikro yapı ve mikro sertlik özellikleri incelenmiştir. Analizler sonucunda elde edilen çekme dayanımı, mikro sertlik ve mikro yapı özellikleri tespit edilmiştir. Elde edilen verilerle SKNK kaynağının AA7075 alüminyum alaşımı üzerindeki kaynak kabiliyeti bu tez çalışmasında sunulmuştur. Bu tez çalışması sonucunda işlem parametrelerinin, kaynak kalitesi üzerinde önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Kaynak işlemi sonrasında uygun devir sayısı, kaynak dalma mesafesi ve kaynak süresi kombinasyonlarında kaynak kalitesini arttırmak mümkün olabilmektedir. Elde ettiğimiz veriler, AA7075 alaşımının kaynağı için kullanılan sürtünme karıştırma nokta kaynağı, ince kesitli metal malzemelerinin kaynağı sırasında yaşanan sorunlara çözüm getireceği düşünülmektedir. Bu doğrultuda yaşanan sorunlar minimum seviyeye çekilip maliyet, güvenilirlik, kalite vb. birçok konuda sektöre katkı sağlayacaktır.
EMG sensör kontrollü beş eksenli robotik kol ve robotik el tasarımı ve gerçeklenmesi
Yarı otonom veya manuel kontrollü elektromekanik donanımlar genelde kontrol panelleri üzerinden veya basit yazılımlar aracılığıyla kontrol edilmektedir. Bu donanımların askeri/medikal uygulamalar gibi zorlu saha şartlarında kullanımı için ilk adım girdi sinyallerinin operatörden hızlı, basit ve doğru bir şekilde alınmasıdır. Ancak eğitimli teknik personelin istihdam edilmesi veya yazılımın kodlanması zaman ve para kaybına yol açmaktadır. Ayrıca her türlü saha şartına uyum sağlayacak bir yazılımın geliştirilmesi de oldukça zordur. Bu işlemlerin, operatörün çok az eğitildiği veya hiç eğitilmediği durumlarda da doğru bir şekilde yapılması önemlidir. Bu amaçla insanın doğal fiziksel hareketlerinin veya sinirsel sinyallerinin bir girdi sinyali olarak kullanılması bir teknik olarak tercih edilebilir. Bu tez çalışması kapsamında, ilk uygulama olarak insan kolunun fonksiyonelliğini sağlayacak beş eksenli bir robot kol tasarlanmış ve prototip üretimi yapılmıştır. Robot kolun gerçek zamanlı denetimi için sağlıklı bireyin kolunda altı farklı kastan alınan yüzey elektromiyografi sinyalleri kullanılmıştır. Deneylerde %81,7 başarı sağlanmıştır. İkinci uygulamada altı farklı harekete ait veriler elde edilmiştir. Toplanan veriler kullanılarak bir yapay zeka uygulaması gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde support vector machine (SVM) sınıflandırıcısı kullanıldığında doğruluk oranının %92,77 olduğu görülmüştür.
Kriptografi programlamada ses steganorafisi
ÖZET Özellikle son yıllarda bilgi ve bilgisayar sistemlerinin güvenliği oldukça önemli bir konu olarak karĢımıza çıkmaktadır. Son dönemlerde internetin yaygınlaĢmasıyla veri alıĢveriĢi ve paylaĢımı da artmıĢtır. Dünyanın birçok yerindeki insanlar tarafından metin, resim, video, ses gibi birçok veriyi içeren dosyalar, etkin bir Ģekilde paylaĢılabilmektedir. Fakat bu iletiĢim ağı hayatı kolaylaĢtırdığı gibi çok ciddi güvenlik sorunlarını da beraberinde getirmiĢtir. Ġnternet gibi herkese açık olan bir ağdan gizli tutulan veriler paylaĢıldığı veya gönderildiği zaman üçüncü Ģahıslar tarafından bu verilere kolaylıkla eriĢilebilir. Bu ciddi tehlikeler karĢısında verilerin gizlenmesi ve değiĢtirilmesini engellemek için geliĢen teknoloji ile birlikte yeni uygulamalar ve yeni sistem koruma mekanizmaları ortaya çıkmıĢtır. Kullanılan bu uygulamalarda kriptografi ve steganografi olarak birçok Ģifreleme algoritması oluĢturulmuĢ ve verilerin güvenliğini daha da artırmak için var olan algoritmalar geliĢtirilmeye devam edildiği gibi hâlâ yeni algoritmalar da oluĢturulmaktadır. Günümüz teknolojilerindeki geliĢmelerle beraber, verilerin güvenliği gün geçtikçe daha zorlaĢmaktadır. Güvenlik, herhangi bir haberleĢme sisteminde en temel faktör olarak kabul edilmektedir. ĠletiĢim kanallarına yapılan saldırıların artması, gizli tutulması gereken verilere dıĢarıdan ulaĢılması ve bazı sistemler yardımıyla bilginin kaynağından baĢka bir yere aktarılması veya bilginin değiĢtirilmesi, bilginin sahipleri için çok ciddi sorunlar oluĢturmaktadır. Bilginin gizli kalmaması bireyleri, toplumları ve devletleri çok kötü Ģekillerde etkileyeceği için bu konu önemli ve tehlikeli bir tehdit oluĢturmaktadır. Siber saldırıların yöntem ve tekniklerinin artması, sistemlerdeki mevcut verilere ulaĢılmasını da kolaylaĢtırmıĢtır. Veri gizliliği ve bütünlüğünün önemi artmıĢtır. Verilere izinsiz kiĢiler tarafından ulaĢıldığı durumlarda, verilerin çalınması, değiĢtirilmesi ve sisteme zarar verilmesi gibi olumsuz sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Bu tezde algoritmayla önce veriler ĢifrelenmiĢ daha sonra Ģifrelenen veriler ses dosyası içerisine gizlenmiĢtir. Verilerin bir yerden baĢka bir yere taĢınması durumunda, veri gizlemesi yapıldığından, iletilen veri üçüncü Ģahıslar tarafından görülemeyecektir. Ancak çeĢitli saldırılar ve analizler sonucunda gizlenen veriye izinsiz kiĢiler ulaĢmak isteseler bile ulaĢamayacaklardır. Çünkü gizlenen veri ilk olarak bir algoritmayla ĢifrelenmiĢ daha sonra ise ses içerisine gizleme yapılmıĢtır. Ses içerisindeki gizli veriye ulaĢılsa bile Ģifreleme yapıldığı için anlamsız bir veri elde edilir. Bu çalıĢmada Taylor serisinin açılımı kullanılarak, algoritma dil analizi ve açık metin saldırılarına karĢı güçlü hale getirilmiĢtir. Kriptografi ve Steganografi birleĢtirilerek elde edilen bu hibrit model ile kriptolojiye farklı bir bakıĢ açısı ortaya konulmuĢtur. Önerilen algoritma ile yapılan uygulamalarda kriptoloji dolayısıyla siber güvenlik alanında matematiğin hayati önem taĢıdığı bir kez daha ispatlanmıĢtır. Anahtar Kelimeler: Ses Steganografi, Kriptografi, Veri Steganografi, Video Steganografi, Metin Steganografi
Bir dikey tırmanma robotunun tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Büyük binaların veya diğer yapıların duvarlarında temizlik, boyama, muayene, bakım ve gözetim gibi görevler, tırmanma ve manipüle etme becerilerine sahip robotlar gerektirir. Yüksek yapıların yüzeylerinde gerçekleştirilecek her türlü bakım, onarım, muayene, gözetim gibi işlemlerin gerektirdiği iskele kurulumu, güvenlik ekipmanlarının sağlanması, sigorta masrafları gibi birçok güvenlik önlemi yüksek maliyetli olması ve bu işlemlerde insan faktörünün yer alması can kayıplarına yol açmaktadır. Bu bağlamda duvar tırmanıcı robotlar, düşük operasyon maliyeti, hızlı operasyon olanağı, herhangi bir ön hazırlık gerektirmeden tüm işlemleri gerçekleştirebilmesi ve en önemlisi can kayıplarını en aza indirmesi sebebi ile bu tip işlemler için çok gerekli bir donanım haline gelmektedirler. Bu tezde pürüzsüz yüzeylerde otonom hareket edebilen, hareketi sonucunda emme kuvveti kullanarak yüzeye kenetlenebilen bir duvar tırmanma robotu tasarımı, MATLAB ortamında simülasyonu ve prototip üretimi yapılmıştır. Robot dikey yüzeylerde hareket etme özelliğine sahiptir. Kenetlenme işlemi, emme pompaları kullanılarak sağlanmaktadır. Robot, kenetlenme sonucunda kenetlenme bilgisini sensör aracılığı ile anlayabilmektedir ve karşısına çıkan duvarı ultrasonik sensör vasıtasıyla algılayabilmektedir.
FDAM ile hareket ettirilen dört çeker mobil robotun FPGA ile kontrolü
Son yıllarda gelişen mikroişlemci teknolojisi, sensör teknolojisi ve motor sürücü sistemlerindeki gelişmeler ile birlikte mobil robotlar hakkında yapılan çalışmalar artmıştır. Mobil robotlar genellikle insanlar açısından tehlikeli ortamlarda yapılan arama kurtarma çalışmalarında, yük taşıma-yerleştirme sistemlerinde, coğrafi bilgi sistemlerinde veya haritalamada kullanılmaktadır. Bu çalışmada karşısına çıkan engelleri algılayarak yönünü belirleyen bir dört çeker mobil robotun tasarımı ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dört çeker mobil robotun her bir tekerleği kapalı çevrimli FDAM (Fırçasız Doğru Akım Motoru) ile hareket ettirilmiştir. Böylece daha hassas dönüş açısı ve geniş bir hız aralığında çalışma imkânı elde edilmiştir. Ayrıca mobil robot tekerleklerinin yüksek verimli tahrik elemanı olan FDAM ile hareket ettirilmesi ile mobil robotun enerji tüketimi de azaltılarak çalışma süresi arttırılmıştır. Dört çeker mobil robotun kontrol algoritması National Instruments firması tarafından üretilen Myrio-1900 FPGA geliştirme kartında oluşturularak mobil robotun engelleri hızlı bir şekilde algılaması ve hızlı bir şekilde tepki vererek yönünü belirlemesi sağlanmıştır. Çalışmada engelleri daha doğru ve hassas bir şekilde algılamak için yüksek hassasiyete sahip LiDAR kullanılmıştır. LiDAR dört çekerli mobil robotta bulunan bir servo motor üzerine monte edilmiştir. Servo motor ile LiDAR'a hareket kabiliyeti kazandırılmaktadır. Servo motor sayesinde LiDAR iki yüz yetmiş derece görüş açısına sahip olmaktadır. Böylece mobil robot karşısına çıkan tüm engelleri algılayabilmektedir.
6061 t6 alüminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilmesi, mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, düşük yoğunluğu, kolay şekillendirilebilme kabiliyeti, yüksek mekanik özelliği, yüksek korozyon direnci ve yüksek ısı iletkenliği gibi üstün özelliklere sahip olması nedeni ile havacılık, savunma, otomotiv v.b. birçok sektörde kullanılan 6061 T6 alüminyum alaşımlarının katı hal kaynak yöntemlerinden biri olan tekrar doldurmalı sürtünme karıştırma nokta kaynağı (TSKNK) ile birleştirilebilmesi araştırılmıştır. TSKNK yöntemini araştırmak için 100×28×4mm boyutlarında iki adet 6061 T6 alüminyum alaşımı kullanılmıştır. İki levhanın üst-üste gelmesi ile oluşturulan 172mm×28mm×4mm boyutlarındaki numunelerde 28 mm karelik bindirme alanı oluşturulmuş ve tam orta noktasından kaynak işlemi yapılmıştır. Kaynak işlemi yapıldıktan sonra elde edilen 24 adet numuneden 12 tanesi çekme testi, diğer 12'si ise mikro yapısal özelliklerini incelemek için kullanılmıştır. Anahtar kelimeler : Sürtünme karıştırma nokta kaynağı, Alüminyum Alaşımı , Tekrar Doldurma Kaynak işlemi yapılırken takım dönme hızı (2000-2500 rpm), kaynak süresi(1-1.5 sn), dalma derinliği (1.7-2.0-2.5) olmak üzere 3 farklı parametre kullanılmıştır. Yapılan mikroyapısal inceleme sonucunda kaynak bölgesinde karıştırma bölgesi (KB), ısıdan etkilenen bölge (IEB), termo-mekanik etkili bölge (TMEB) ve temel malzeme olmak üzere 4 farklı bölge tespit edilmiştir. Mekanik inceleme sonucunda dalma derinliği parametresinin TSKNK yönteminde en etkili parametre olduğu tespit edilmiştir.
Elektrikli araçlar için eksenel akılı çift rotorlu sabit mıknatıslı senkron motor tasarımı ve üretimi
Son yıllarda elektrikli araçlara olan ilgi giderek artmaktadır. Bunun en önemli sebepleri; büyük yerleşim merkezlerinde araba yoğunluğu nedeniyle oluşan çevre kirliliği, fosil yakıtların tükenmesi, dünyanın enerji kaynağı sıkıntısına girmesi, verimli ve maliyet etkin elektrikli motor ve sürücü teknolojisindeki ilerlemeler, elektrik enerjisinin depolanmasını sağlayan bataryalardaki gelişmeler ve sürüş güvenliliğinin ön plana çıkmasıdır. Elektrikli araçlarda enerji verimliliğini sağlayan en önemli etkenlerden biri motordur. Elektrik makineleri alanında baskın bir şekilde hâkim hale gelen sürekli mıknatıslı senkron motor sınıfından olan eksenel akılı sürekli mıknatıslı senkron motor, diğer motor türlerine göre birçok avantaja sahiptir. Uyarma alanı olmadığından rotor kayıplarının ciddi oranda azaltılması sebebiyle verimi daha yüksektir. Titreşim ve gürültü seviyesi bakımından da eksenel akılı motorların üstünlüğü bulunmaktadır. Ayrıca kolaylıkla ayarlanabilen hava aralığına sahiptirler. Doğrudan sisteme entegre olabilmesi de elektrikli araçlarda kullanım açısından önemli bir özelliktir. Bu tezde literatürde TORUS motor olarak adlandırılan çift rotorlu eksenel akılı sürekli mıknatıslı motor tasarlanmıştır. Bu motorun en belirgin özelliği düşük hızlarda bile yüksek moment üretebilmesidir. Ayrıca verimleri de diğer motorlara göre daha yüksektir. Bu çalışmada; eksenel akılı motorlar ve bu motor sınıfının bir üyesi olan TORUS motor ve TORUS motorun tasarımında kullanılan optimizasyon yöntemi hakkında bilgiler verilmiştir. TORUS motor tasarım denklemleri çıkarılarak bu denklemlere göre optimizasyonu yapılarak analizi ve üretimi gerçekleştirilmiştir.
Intelligent plate number recognition system using segmentized method with artificial neural networks
This thesis research is concerned with the field of recognition of an image that used an automated plate number recognition system (APNR). In this thesis, the proposed system for the recognition of vehicle license plate numbers is designed with machine learning algorithms. The APNR system is an image processing technology that uses the license plate number to recognize/identify a vehicle. One of the objectives is to design an efficient, effective automatic vehicle identification system by using vehicle license plate number. One of the techniques that can be used to achieve this goal is the optical character recognition (OCR) system used for character recognition. The system was designed and simulated in MATLAB environment and its performance was tested on real plate images. It was observed that the system developed in experimental studies effectively detects and recognizes license plate images. The system captured the vehicle license plate images and send them to the computer where they are processed and identified. Different algorithms such as localization, segmentation, and OCR are used in the processing of the captured images. Artificial neural networks are a powerful tool that can capture and characterize complex input / output relationships. The reason behind the development and use of artificial neural networks technology stems from the need to develop an artificial system that can perform intelligent tasks similar to those performed by the human brain. Feed-forward back propagation networks are created by generalizing the gradient descent learning rule to multilayer networks and nonlinear differentiable activation functions. Back propagation is a method for calculating the gradient for nonlinear multilayer networks. This method has many variations based on other standard optimization techniques such as Newton and conjugate gradient methods. Properly trained back propagation networks tend to give reasonable responses to input they have never seen. The variations of these back propagation networks are used for character recognition and comparative results on the performance of different algorithms are presented in this thesis.
Dört ayaklı bir robotun dinamik analizi ve kontrolü
Bu çalışmada, toplam 14 serbestlik derecesine sahip 4-bacaklı bir robot tasarlanmıştır. Tasarımda, hareketli kafaya yerleştirilmiş algılayıcılar yardımıyla robota önemli işlevsellikler kazandırılmıştır. Günümüzde dört bacaklı robot çalışmaları at, köpek ve kedi gibi hayvanların hareket ve davranış özellikleri taklit edilerek gerçekleştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, tasarlanan robotun baş kısmına yerleştirilen alkol gaz sensörü ile bir köpeğin koku alma özelliği ön plana çıkarılarak, narkotikte faydalı olabilecek robot köpek uygulamalarının altyapısı oluşturulmaya çalışılmıştır. Dört bacaklı robotun yürümesini sağlayan her bir bacağın eklemleri özenle tasarlanmıştır. Her bir bacak, Denavit-Hartenberg yöntemi kullanılarak eklem koordinatları ile uç nokta koordinatı arasındaki matematiksel ilişkiler, düz ve ters kinematik dönüşümlerle analiz edilmiştir. Belirlenen eklem parametreleri göz önünde bulundurularak dinamik analizler matematiksel olarak elde edilen diferansiyel denklemler ile gerçekleştirilmiştir. İstenen hareketi gerçekleştirmek için noktadan noktaya yörünge analizi yapılarak, elde edilen referans eklem açıları, geliştirilen PID kontrolör sayesinde yakalanmaya çalışılmıştır. Elde edilen dinamik denklemlere uygulanan PID kontrolörün referans noktaları yakalayabilme başarısını gösterebilmek için MATLAB paket programında simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Sistem cevapları, grafiksel olarak elde edilmiş ve sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: 4-bacaklı robot, alkol gaz sensörü, dinamik analiz, PID kontrolör.
FPGA tabanlı nesne algılama
Örüntü, bir nesne veya olay kümesindeki elemanların art arda ve düzenli bir biçimde birbirlerini takip ederek yenilenmesidir. Nesne algılama ise bu nesne veya olayı, belirlenmiş kategorilere atamadır. Nesneler farklı yöntemler ile tanınabilir. Günümüzde gelişen sayısal yöntemler ve elektronik devre teknolojileri sayesinde bu sorunlara farklı çözümler üretilebilmektedir. Sayısal tasarım gelişiminin son noktası FPGA yongasıdır. FPGA'ler programlanabilir komponentler (Lojik Bloklar) ve bağlantılar içeren yarı iletken cihazlardır. Lojik bloklar basit lojik kapıların (AND, XOR vs…) işlemlerini yerine getirmek için programlanabildikleri gibi, daha karmaşık fonksiyonların da (Multiplexer-Decoder-İşlemci vs…) işlemlerini yerine getirebilmektedirler. Bu tez çalışmasında donanım tasarlamak için FPGA cihazı olarak Xilinx Spartan 3E-100 serisi ve programlama dili olarak da VHDL (Very High Speed Hardware Description Language) kullanılmıştır. Yazılımsal olarak oluşturulan donanımları test etmek ve FPGA'e yüklemeden önce doğruluğunu denemek için Xilinx üreticisinin yazılımı olan ISE Design Suite ara yüzü kullanılmıştır. Bu yazılımın nasıl kullanılacağı ve yazılan programların cihaza gömme işlemi adım adım gerçekleştirilmiştir. FPGA tabanlı bir nesne algılama algoritması olarak, FPGA'e bağlı bir ultrasonik sensör ile sabit bir fiziksel nesnenin algılanması ve algılanan o fiziksel nesnenin mesafesinin hesaplanması gerçekleştirilmiştir. Hesaplanan bilginin görüntülenmesi, FPGA'deki yedi parçalı göstergede sağlanmıştır.
Kontrol alan ağı protokollü sensör ağı ile silo kontrol dolum sistemi
Yapı sektöründe kullanılan malzemelerin depolanmasında ortam şartlarının malzemeler üzerindeki etkisi büyük öneme sahiptir. Büyük boyutlu yapı kimyasal silolarında saklanan maddeler ısı, nem, basınç gibi parametrelerin denetimi izlenerek sabitlenir. Bu parametrelerin ölçümünde kullanılan algılayıcılar silo içerisindeki maddelerin korunmasında görev alır. Algılayıcılar tarafından algılanan parametreler bir elektronik kontrol ünitesi yardımıyla denetlenebilir. Silo sayısının fazla olduğu çalışma alanlarında her bir silonun denetlenmesi için bir merkezi izleme ağına ihtiyaç duyulur. Elektronik algılayıcıları izleme teknolojilerinde kullanılan haberleşme protokolü CAN çoklu sistemlerin izlenmesi için bir ağ kurulmasını destekler. Bu tez çalışmasında CAN iletişim protokolü ile silo sistemlerine depolanan yapı kimyasal maddelerinin dolumu, boşaltımı ve madde korunumu için otomatik silo kontrol sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan silo kontrol sistemlerinin izlenmesi için CAN haberleşme protokolü ile bir algılayıcı ağı gerçeklenmiştir. Algılayıcı ağına 112 âdete kadar silo ünitesinin CAN hattı vasıtası ile erişimi desteklenmektedir. CAN haberleşme hattına bağlanan silo ünitelerinin CAN ETHERNET bağlantısı ile bilgisayar ağlarına bağlanarak SCADA sistemleri üzerinden denetlenmesine imkân sağlanmaktadır. ETHERNET bağlantısı sayesinde 112 den daha fazla silo ünitesinin sahip olduğu çalışma sahalarında çoklu algılayıcı ağlarının arttırılması desteklenmektedir.
Kan pıhtılaşmasının görüntü işleme ile haritalandırlması
Son yıllarda araştırmacıların yoğun ilgi gösterdikleri bir mühendislik alanı olan görüntü işleme uygulamaları üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalar arasında da tıp ve mühendislik alanında yapılan biyomedikal uygulamalar günümüz koşullarında büyük öneme sahiptir. Bu tür uygulamalardan biride hekimlere hastalığın tanı aşamasında destek sağlamak amacıyla geliştirilen görüntü işleme uygulamalarıdır. Bilindiği gibi kan pıhtılaşmasını ölçen Protrombin Zamanı (PTZ), Active Parsiyel Tromboplastin Zamanı (aPTZ), Protrombin Zamanı - Uluslararası Normalize edilmiş oran (PTZ-INR) gibi birçok rutin testler mevcuttur. Bu testler başta karaciğer yetmezliği kalp-damar hastalığı ve her türlü cerrahi operasyon öncesinde hatta bazı durumlarda operasyon sırasında da pıhtılaşma bozukluğu olup olmadığını tespit etmek amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez'e konu olan "Kan pıhtılaşmasının görüntü işlemeyle haritalandırılması" çalışması, yaygın olarak kullanılan rutin testlere göre daha avantajlı bir alternatif yöntem bulmak amacıyla tasarlanmıştır. Bu çalışmada öncelikle kişi sayısını belirlemek amacıyla kullanılan biyoistatistik bir analiz yöntemi olan "power analiz" yardımı ile rutin pıhtılaşma testlerine göre çalışmamızın genel doğruluk oranının %90 olacağı ön görülerek ve %5'lik birinci tip hata düzeyinde yapılan çalışma ile örnek alınacak kişi sayısı 18 olarak belirlenmiştir. Ayrıca kadınlar ve erkekler arasında hormonal farklılıklar göz önünde alınarak dokuz erkek ve dokuz kadından olmak üzere toplam 18 kişiden örnek alınmıştır. Örnek alınacak her bir kişinin parmak ucundan lanset yardımıyla yaklaşık 5µL kan lam üzerine alınmıştır. Bilgisayar bağlantılı bir mikroskop yardımıyla pıhtılaşma sürecini izleyen 11dk. boyunca her 15 saniyede bir görüntü alınarak toplamda pıhtılaşma aşamalarını içeren 45 görüntü elde edilmiştir. Bu görüntüler, MATLAB programında tasarlanan görüntü işleme algoritması ile görsel hale getirilerek her kişi için grafik oluşturulmuştur. Sonuçta elde edilen verilerle uyguladığımız basit ve kullanışlı yöntemin geleneksel yöntemlere göre maliyet, zaman, hastadan alınan örnek bakımından tasarruf sağlayan kaliteli ve kullanımı kolay bir alternatif olacağını ortaya çıkarılmıştır.
Bir ısıl pil modülünün modellenmesi ve simülasyonu
Piller kimyasal enerjinin depolanması mantığı ile çalışan ve depolanan enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren aygıtlardır. Isıl piller ise elektrolit olarak organik elektrolit tuzları kullanan ve ısıyla aktifleşen bataryalardır. Normal pillerden farklı olarak ısıl piller daha güçlü ve dayanıklıdır. Bu özellikleri sebebiyle savunma sanayisinde ve askeri amaçlı olarak kullanılır. Bu tez kapsamında, bir ısıl pil modeli PHOENİCS paket programı kullanılarak tasarlanmıştır. Hazırlanan modelde orta güç ölçekli ısıl pillerde kullanılabilecek farklı elektrolit malzemeleri kullanılmıştır. Bu elektrolit malzemelerin bir kısmı saf organik tuzlar olmakla birlikte bir kısmı ötektik karışımlardır. Hazırlanan ötektik karışıma %1 SiO2 nano parçacık katkısı yapılarak elde edilen termofiziksel özellikler kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Termofiziksel özellikleri belirlenen kimyasal malzemeler kullanılarak 7 farklı ısıl pil modülü hazırlanmıştır. PHOENİCS paket programında yapılan bu analizler göstermiştir ki, elektrolit olarak kullanılan C16H36BrN kimyasalı düşük erime noktası sebebiyle ve ötektik karışımların kullanıldığı ısıl pil modüllerinde ise yapılan nano katkısı pilin aktif ömrünü uzatmıştır.
Raspberry Pi devre kartı kullanarak nesne bulma ve tanıma algoritmalarının bir robot kol üzerinde uygulanması
Bu tezde, nesne bulma ve tanıma algoritmalarının bir robot kol üzerinde uygulanmasını gerçekleştiren bir deney düzeneği oluşturulmuştur. Bu çalışmadaki deney düzeneği için, endüstride kullanılan robot kollara benzer tipte olan 4 serbestlik dereceli OWI–535 robot kolu seçilmiştir. Deneysel çalışmalar için ilk olarak, robot kolun çalışma alanını görecek şekilde bir kamera yerleştirilmiştir. Kamera vasıtasıyla elde edilen görüntüde, kavranması istenen nesneyi tanımak ve yerini tespit etmek için yerel öznitelik tabanlı SIFT, SURF, FAST ve ORB gibi öznitelik çıkarım algoritmalarından faydalanılmıştır. Bu algoritmalar kullanılarak OpenCV kütüphanesi aracılığıyla C++ dilinde yazılan yazılım ile gerçekleştirilen nesne tanıma ve yer tespit işlemleri, Raspberry Pi devre kartı üzerinde gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak, nesne tanınıp yeri saptandıktan sonra konum bilgisi robot kol kontrol ünitesine gönderilmiş ve robot kol tutucu ucunun nesneyi kavrayıp istenen bir hedefe bırakması işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu işlemler için robot kol eklemlerinin açıları, robot kolun ters kinematik analiziyle elde edilen eşitliklerin çözümü ile belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda, SIFT, SURF, FAST ve ORB algoritmalarıyla çıkarılan özniteliklerin veri kümeleri üzerindeki performansları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, robot kol tutucusunun nesneyi kavraması ve belirlenen hedefe taşıması için gerekli işlem adımları ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Nesne bulma ve tanıma algoritmaları, Öznitelik çıkarımı, Raspberry Pi devre kartı, OWI–535 robot kol, Ters kinematik analiz.
Dalga enerjisi dönüşüm sistemlerinde enerji hasatı için piezoelektrik malzeme kullanılması durumunda sistemlerin modellenmesi ve analizinin yapılması
Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan dalga enerjisinden piezoelektrik malzemeler kullanılarak enerji hasatı yapmak (elektrik gücü elde etmek) için dalga enerjisi dönüşüm sistemi benzetimi yapılarak geliştirilen sistem sayısal olarak incelenmiştir. Dalga enerjisi dönüşüm sistemleri; konumlandırıldıkları okyanus ve denizlerin özelliklerine göre, belirli aralıklardaki dalga boyları ile genliklerinde çalışmak üzere tasarlanmıştır. Kullanılamayan ölçekteki dalga enerjisinden yararlanabilmek için yapılan araştırmalarda, dalga hareketlerinin oluşturduğu titreşimlerin dalga enerjisi hasadında piezoelektrik malzeme kullanılmasına imkân verdiği görülmüştür. Piezoelektrik malzemeler, etkiyen kuvvetler sonucu iç yapılarında oluşan yer değiştirmeler sebebiyle voltaj üretmektedirler. Bu voltaj uygun bir çevirici devreden geçirilerek enerji elde edilir. Bu tezin amacı, piezoelektrik malzemeler kullanılarak tasarlanan enerji dönüşüm sistemine değişken özelliklere sahip dalgaların etki etmesi sonucu oluşacak güç miktarının sayısal analizler ile hesaplamaktır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) paket programı olan ANSYS'in Fluent modülünde sayısal yöntemlerle incelenmesi dalga hareketlerinin sistem üzerine etki eden değişken basınç ve kuvvet değerleri için zamana bağlı modellenmesi ile yapılmıştır. ANSYS'in Transient Structural modülünde piezoelektrik malzemelerin bağlı olduğu levhaya etkiyen basınç sonucu meydana gelen şekil değiştirme, piezoelektrik malzemelerin ürettiği gücün hesaplanılmasında kullanılmıştır. Dalgadan üretilen enerji için kullanılan bağıntı ile üretilen elektrik gücü Root Mean Square (RMS) değerine ulaşılmıştır. RMS değerleri genliği 2 m altındaki dalgalar için 1.4 W değerinden az bulunmuştur. Dalga üretecinin su altındaki konum değişikliği, dalga boyu, su derinliği, dalga periyodu üretilen güç miktarını değiştirmektedir. Anahtar Kelimeler: Dalga Enerjisi, Enerji Hasatı, Piezoelektrik Malzemeler, Dalga Üreteci, Sayısal Dalga Tankı, Sıvı Hacmi Methodu.
İyonik rüzgarla elektronik ekipmanların soğutulması
Günümüzde elektronik ekipmanlar daha küçük, daha hızlı iken aynı zamanda daha komplike bir hale gelmişken bu ekipmanların ısı kontrolü çok daha önemli bir hale gelmiştir. Elektronik ekipmanların soğutulmasında kullanılan yöntemleri, kullanılan akışkanın hareket ettirilmesindeki yönteme göre sınıflandırılabilir. Bu yöntemlerden birisi de elektrohidrodinamik akış yöntemi olup iyonize olmuş molekülerin elektrik alanı ile çevresindeki akışkan arasındaki etkileşimiyle gerçekleşir. Bu çalışmanın temel amacı farklı geometrik oranlarına sahip kapalı bir kanalda havanın elektrik corona deşarjı yoluyla elektrohidrodinamik akışının sağlanmasıdır. Sayısal çalışma, kanalın geometrik oranının, Rayleigh sayısının, ısıtıcı soğutucu uzunluklarının, gerilim farkının ve point-ground elektronları arasındaki mesafenin geniş bir aralığı için gerçekleştirilmiştir. Yönetici denklemler sonlu farklar yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Sonuçlar sabit akım çizgileri, eş sıcaklık eğrileri ve gerilimi dağılımı olarak görselleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında ısı transferine akışkan hareketinin kanalın geometrik oranı ile elektrotlar arasındaki mesafenin etkisinin olduğu görülmüştür.
FPGA kullanarak gerçek zamanlı görsel nesne algılama
FPGA kullanımı, görüntü işleme operasyonu sırasında veri boyutunun büyük olmasından dolayı birçok uygulamada tercih edilmektedir. Bu tezde, Terasic DE2-115 FPGA seti ve onunla uyumlu TRDB-D5M kamera modülü incelenmiş ve firma tarafından sağlanan Verilog dilindeki kamera uygulama modülü, geliştirmeye uygun referans bir sistem olarak kullanılmıştır. Sisteme farklı fonksiyonlar ve özellikler eklenerek bir nesne algılama sistemi gerçekleştirilmiştir. Nesne algılama sistemi temel olarak 3x3 pencere boyutuna sahip bir medyan filtresinin donanımasal olarak optimize edilmiş bir versiyonunu içermektedir. İkili imge oluşturmak için filtrelenmiş görüntüdeki kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) renkler ve gri renk için farklı eşik değerleri kullanılarak segmentasyon yapılır. Sahnede bulunan nesneyi kabaca gösteren bu ikili imge sayesinde nesneye ait olduğu düşünülen pikseller için video tamponuna sıfırdan farklı bir veri değeri yazılmaktadır. Elde edilen ikili imgeden nesnenin ağırlık merkezi ve bu merkezinin koordinatları belirlenmiştir. Belirlenen merkezin koordinatları onaltılık sayı sistemi (hexadecimal) olarak FPGA setinin üzerinde bulunan 7-segment göstergeye aktarılmıştır. Tamamen gerçek zamanlı çalışan sistem üzerinde farklı aydınlanma koşulları ve eşik değerlerle deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneyler sırasında gözlemlenen, yayılma gecikmelerine bağlı problemler, kodlarda yapılan düzeltmelerle giderilmiştir.
Bir robot balık için iki boyutlu yol planlama algoritmalarının uygulanması
Son dönemlerde teknolojinin gelişimine paralel olarak robotik sistemlerle ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Bu robotik sistemlerin çoğu tabiatta yaşamını sürdüren hayvanlardan ilham alınarak oluşturulmuştur. Bu çalışmada, balıklardan esinlenerek ve gerçek bir balığın hareketlerini sergileyebilen, Carangiform yüzüş şekline bağlı bir robot balığın doğrusal modeli MATLAB benzetim ortamında oluşturulmuştur. Bu robot balığın otonom olarak bir yerden başka bir yere hareket edebilmesini sağlamak için farklı yol planlama algoritmaları oluşturulmuştur. Bu planlama algoritmalarından olan A* ve Alt hedef graf algoritmaları kullanılarak MATLAB ortamında 2 boyutlu çalışma alanları için birçok uygulama gerçekleştirilmiştir. Robot balığın en kısa yoldan hedefe ulaşabilmesi ve engeller arasından engellere çarpmadan ilerleyebilmesi için A* ve Alt hedef graf algoritmaları kullanılmıştır. Benzetim ortamında oluşturulan robot balığın doğrusal modeline A* ve Alt hedef graf algoritmalarının belirlemiş olduğu konum değerleri uygulanmıştır. Robot balık modelinin A* ve Alt hedef graf algoritmalarıyla belirlenen rotayı takip ettiği görülmüştür. Sonuç olarak, robot balık modelinin A * ve Alt hedef graf algoritmaları tarafından belirlenmiş rota ile başlangıç noktasından bitiş noktasına ulaşabileceği çeşitli uygulamalar ile gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Robot Balık, Yol Planlama, A* Algoritması, Alt Hedef Graf Algoritması
MEMS jiroskopların dayanıklı kontrolü
Jiroskoplar dönme hareketi ile dengede kalma olayını yön bulma ve hız ölçümü için kullanan cihazlardır. Yıllar geçtikçe teknolojideki ilerlemeler ile birikte daha küçük boyutlarda olan Mikro Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS) ile oluşturulan jiroskoplar geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında z-eksenli ve üç eksenli MEMS jiroskopların sinüzoidal yörünge takibi için çeşitli kontrol yöntemleri incelenmiştir. Z-eksenli ve üç eksenli MEMS jiroskobun dinamik modellerinden elde edilen matematiksel modeller ile her iki sistem, Matlab/Simulink ortamında modellenmiştir. Oluşturulan blok diyagramları ile sistem, PID kontrolör ve Kayma Kipli Kontrolden (KKK) esinlenerek oluşturulan KKK tabanlı kontrolör ile denetlenmiştir. Bu kontrol yöntemleri sayesinde z-eksenli ve üç eksenli MEMS jiroskopların istenen sinüzoidal referansları takip etmesi sağlanmıştır. Her iki kontrol yöntemi ile elde edilen sonuçlar irdelenerek tezde sunulmuştur. Bu çalışmada bir MEMS jiroskobun yörüngesinin istenilen sinüzoidal yörüngeyi takip etmesi amaçlanmış ve ileride yapılabilecek çalışmalara zemin oluşturması hedeflenmiştir.
Mekatronik sistemlerde üç boyutlu iz takibi
Gelişen teknoloji ile birlikte akıllı Mekatronik Sistemler büyük önem kazanmıştır. Mekatronik sistemlerin büyük bir kısmını robotlar oluşturmaktadır. Robotlar otonom hareket edebilen sistemlerdir ve birçok çeşidi vardır. Bu tezde farklı robotik alanlarda kullanılan robot balık ve robot kol sistemleri için üç boyutlu iz takibi çalışılmıştır. Belirlenen sistemlerin davranışlarını analiz etmek ve kontrol edebilmek için modellenmesine ihtiyaç vardır. Robot balık sistemi Lagrange Mekaniği kullanılarak MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Robot kol sistemi ise SimMechanics ortamında modellenmiştir. Modellenen robot balık Oransal İntegral Türev Kontrol (PID) ve Kayma Kipli Kontrol (KKK) yöntemleri ile kontrol edilmiştir. Modellenen robot kol ise PID ve düz kinematik denklemlerden yararlanarak kontrol edilmiştir. Ayrıca robot balık konum vektörü yaklaşımından yararlanılarak ve robot kol ters kinematik denklemlerden yararlanılarak üç boyutlu iz takibi işlemi gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak farklı Mekatronik Sistemlere üç boyutlu iz takibi işlemi farklı kontrol algoritmaları ile uygulanılmıştır. Anahtar Kelimeler: Üç Boyutlu İz Takibi, Mekatronik Sistemler, Robot Balık, Robot Kol, Oransal İntegral Türev Kontrol, Kayma Kipli Kontrol
Sözlüksel benzeşim yöntemi ile android tabanlı duygu analizi uygulaması
Bu çalışmada, Android tabanlı mobil cihazlarda sözlüksel benzeşim yöntemiyle duygu analizi yapan bir mobil uygulama gerçekleştirilmiştir. Duygu analizi sözlüksel benzeşim yönteminde kullanılan duygu sözlüğü, kapsamayı üst anlam (hypernym), kapsanmayı alt anlam (hyponym), aynı seviyede olmayı eş düzeylik (coordinate) olarak ifade eden, bunlara benzer ilişkiler içeren WordNet sözcük veri tabanı ve Resnik WordNet benzerlik ölçümü yöntemi kullanılarak geliştirilmiştir. Google, Yandex gibi sözlük uygulamalarıyla İngilizce sözcükler Türkçeye çevrilmiştir. Olumlu, olumsuz olarak etiketlenmiş film ve otel yorumları ile veri setleri oluşturulmuştur. Duygu sözlüğü ve veri setleri ile duygu analizi yapılmıştır. Duygu analizinde veri setleri, normal ve etkisiz kelimesiz formlarıyla kullanılmıştır. Duygu analizi sonuçları doğruluk ve F-Ölçütü başarım ölçütleriyle değerlendirilmiştir. Duygu analizinde yaklaşık %56 oranında başarı sağlanmıştır. Duygu sözlüğünün oluşturulma, duygu analizinde kullanılma sürecinde Java platform ve kütüphaneleri kullanılmıştır. Türkçe duygu sözlüğü ile Android Studio platformunda duygu analizi Android mobil uygulaması geliştirilmiştir.
Elektrikli araçlar için batarya ve ultrakapasitörden oluşan hibrit enerji depolama sisteminin yönetimi
Dünyadaki petrol rezervlerinin azalması, egzoz gazı salınımının artması ve bunun sonucu olarak küresel ısınmaya sebep olması alternatif enerji kaynağı çalışmalarının yoğunlaşmasına sebep olmuştur. Bu yüzden son yıllarda elektrikli araç çalışmalarına yoğunluk verilmiştir. Elektrikli araç çalışmalarında ana güç kaynağı olarak bataryalar kullanılmasına karşın bataryaların güç yoğunluklarının düşük olup anlık yüksek akımı sağlayamazlar. Aşırı şarj ve derin deşarjların oluşması bataryalara zarar vermekte ve bataryaların ömrünü kısaltmaktadır. Bataryaların bu eksik yönlerini tamamlayıcı güç kaynağı olarak ultrakapasitörler (UK) üzerine yoğun çalışmalar yapılmaktadır. UK ve batarya bileşiminden oluşan hibrit enerji kaynağının bu olumsuzlukları yok edeceği gösterilmiştir. Araçların frenleme durumlarında veya aşağı eğimli yolda hızı azaltılırken büyük bir kinetik enerjinin geri kazanım fırsatı doğmaktadır. Bu tezde söz konusu enerjinin geri kazanılıp iki yönlü dönüştürücüler vasıtasıyla bataryanın ve UK'nın şarj edilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla bu tez çalışmasında elektrikli araçların mekanik yapıları, güç aktarma organları ve matematiksel modelleri incelenmiştir. Batarya ve UK hücre teknolojileri araştırılmıştır. Batarya ve UK'lardan oluşan hibrit depolama sistemleri, bu sistemlerde koruma ve enerji yönetimi yöntemleri araştırılmıştır. Batarya ve UK arasında enerji akışı, yönetimi ve kontrolünü sağlayabilmek amacıyla dönüştürücüler üzerine çalışmalar incelenmiştir. Bu çalışmada araçlara etki eden kuvvetler hesaplanmış ve 'MATLAB/Simulink' ortamında aracın matematiksel modelinin benzetimi yapılmıştır. Literatürdeki dönüştürücü çalışmaları incelenmiş ve iki yönlü kaskat dönüştürücüler kullanılmıştır. Elektrik motoru olarak 'MATLAB/Simulink' ortamında bulunan hazır DA motor modeli kullanılmıştır. Bu benzetim çalışmasında ana güç kaynağı olarak batarya seçilmiştir. UK devreye alınarak batarya geriliminin fazla dalgalanmaması ve akımının bölüşülmesi sağlanmıştır. Böylece bataryanın tepe akımları düşürülerek ve aşırı şarj/deşarjdan korunarak verimli kullanımı ve ömrünün uzatılması sağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Elektrikli araç, hibrit enerji depolama sistemi, batarya, ultrakapasitör, kaskat DA/DA dönüştürücü