GÖRÜNTÜ TABANLI ALGILAMA İLE QUADROTORUN HAREKETLİ BİR CİSMİ TAKİBİ 1
PROJENİN TANIMI Bu projede bir quadrotora, görüntü tabanlı algılama ile hareketli bir nesneyi otonom olarak takip etme özelliği kazandırılmıştır. 2
KULLANILAN KAYNAKLAR VE PROGRAMLAR Ubuntu İşletim Sistemi ROS (Robot Operating System) OpenCV Kütüphanesi Gazebo Simülatör Programı 3
KULLANILAN MALZEMELER Ar.Drone 2.0 Raspberry Pi Raspberry Pi Kamera Modülü Ultrasonik Sensör 4
AR.DRONE 2.0 1. Nasıl çalışır? iphone/ipod Touch/iPad ile kontrol edilebilen ilk dört pervaneli helikopterdir. Üzerindeki Wi-Fi sistem sayesinde Parrot AR.Drone iphone, ipod Touch, ipad ve Android işletim sistemleri dokunmatik ekran cihazlar üzerinden kontrol edilebilir. 2. Özellikler Hız: 5 m/saniye; 18 km/saat Ağırlık: Açık alan gövdesi ile 366 g, Kapalı alan gövdesi ile 400g / 436g Uçuş süresi: Ortalama 12 dakika Menzil: 50 metre 5
3. Ön Kamera : Geniş Açı Kamera 90 geniş açı diyagonal, CMOS sensörlü kamera 1280x720 piksel (VGA) kamera çözünürlüğü 4. Alt Kamera : Yüksek Hız Kamerası 64 diyagonal lens CMOS sensörü Video frekansı: 60 fps En hafif rüzgarda bile istikrar sağlar. Çözünürlük: 320 x 240 piksel (QCIF) 6
RASPBERRY Pİ MODEL B Raspberry Pi, kredi kartı büyüklüğünde monitör ve klavye bağlayabileceğiniz mini bir bilgisayar kartıdır. Özellikler : İşletim Sistemi : Linux (Raspbian, Debian, GNU/Linux ve Arch Linux) Bellek: 512 MB SDRAM USB port adedi: 2 Veri Depolama: MicroSD Ağ: 10/100 Mbit/s Ethernet Güç beslemesi: 5 V Kart boyutları 8.6cm x 5.4cm x 1.7cm Ağırlık : 45 g 7
RASPBERRY Pİ KAMERA MODÜLÜ 5 MP çözünürlüklü kamera üzerinde sabit odaklı bir lens bulunmaktadır. 2592 x 1944 piksel statik resim çözünürlüğü sunan kamera, video çekimlerinde ise 1080p30, 720p60 ve 640x480p60/90 çözünürlüğünü desteklemektedir. Özellikler: Boyutları: 25x20x9mm Çözünürlük: 5 MP (2592x1944 piksel) Video Çekimi: 1080p, 720p ve 640x480p 8
HC-SR04 ULTRASONİK MESAFE SENSÖRÜ 2cm'den 400cm'ye kadar 3mm hassasiyetle ölçüm yapabilen bu ultrasonik sensör çeşitli uzaklık okuma, radar ve robot uygulamalarında kullanılabilir. Özellikler Çalışma Voltajı : DC 5V Görme Açısı : 15 Boyutları : 45mm x 20mm x 15 mm 9
KULLANILAN PROGRAMLAMA DİLLERİ 10
SİMÜLATÖR ÇALIŞMALARI Quadrotorun otonom uçuşunu sağlayabilmek için öncelikle Gazebo simülatöründe quadrotor için sanal bir ortam oluşturulmuştur. OpenCV kütüphanesinde C/C++ programlama dilleri kullanılarak nesneyi rengine göre algılayan bir filtre yapılmıştır. Bu filtre sayesinde, nesne rengine göre anlık olarak algılanmış ve nesnenin ekrandaki konumu piksel değeri olarak belirlenmiştir. 11
Sensörlerden gelen verilerin okunması ve kamera görüntülerinin alınması başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiş ve iki bilgisayar arası haberleşme sağlanarak, gerekli veriler ve kameradan alınıp işlenen görüntü aktarılmıştır. Quadrotorun istediğimiz mesafeye (x,y,z olarak) otonom olarak gitmesi için gerekli olan kontrolcü yazılımı hazırlanmış ve quadrotorun nesneyi takip etmesine uygun hale getirilmiş ve simülatörde nesne takibi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. 12
13
14
15
16
PROJE ADI : QUADROTOR İLE METEOROLOJİK DEĞERLERİN ÖLÇÜLMESİ 17
PROJENİN TANIMI Farklı yüksekliklerdeki sıcaklığın, nemin, rüzgarın hızının ve yönünün quadrotor ile ölçülmesi. 18
YÖNTEM Quadrotorun otonom olarak hareket etmesi ve karşısına çıkacak engelden sakınması sağlanacaktır. Kullanılacak olan sensörler, quadrotor üzerine yerleştirilecek olan Raspberry Pi kartı ile çalıştırılacaktır. Kullanıcı tarafından belirlenecek olan yüksekliklerde ölçümler yapılacak ve veriler eş zamanlı olarak kullanıcıya aktarılacaktır. Raspberry-Pi kartına bağlanacak olan kamera modülü ile eş zamanlı olarak görüntü aktarımı sağlanabilecektir. 19
Kullanılacak İşletim Sistemi : Linux Kullanılacak Kaynaklar ve Programlama Dilleri : ROS Python C/C++ 20
KULLANILACAK MALZEMELER AR.Drone 2.0 Elite Edition Raspberry Pi Raspberry Pi Kamera Modülü Sıcaklık ve Nem Sensörü Rüzgar Sensörü Ultrasonik Sensör 21