Tarımsal ürün bilgilerinin gezgin bir robot aracılığıyla elde edilen görüntülerinin işlenmesi yoluyla analiz edilmesi
Analysis of agricultural product information through processing of images obtained by a mobile robot
Yazar: SEDAT TURAN
Danışman: YRD. DOÇ. TOLGA AYDIN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Hareketli robotlar = Mobile robots ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing

Özet:
Robotik sistemlerin bir çeşidi olan gezgin robotların kullanımının, günlük yaşamımızın farklı alanlarında gelişerek arttığı görülmektedir. Bu çalışmada, görüntü işleme yöntemi ile tarımsal ürün bilgilerinin analiz edilmesi için gezgin robotik sistemin kullanılması ve sistem kurulması aşamasında ortaya çıkabilecek problemlerin çözüm yollarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Kablosuz veri iletimi kullanılarak gezgin robot üzerinden gönderilen görüntü, ortam sıcaklığı ve nem verileri kullanıcı tarafına aktarılmıştır. Böylece, kullanıcı tarafında görüntü işleme yöntemlerinden faydalanılarak geliştirilen yazılım sayesinde görüntü verilerinden bazı bilgiler elde edilmektedir.
Tasarlanan gezgin robot, yazılım ve donanım olmak üzere iki ana yapıdan oluşmaktadır. Hareket sistemi ve algılama sistemi donanım yapısını, kontrol sistemi de yazılım yapısını oluşturmaktadır. Hareket sistemi, tarımsal alanlarda kullanıcı tarafından gönderilen hareket emirlerini yerine getiren sistemdir. Algılama sistemi ise, ortam sıcaklık ve nem verilerini alarak kontrol sistemine aktaran sistemdir. Robotik sistem, bu iki sistemin koordineli çalışması ve yazılım ile bağlantısını sağlayan kontrol sistemine sahiptir. Tarımsal mekanizasyon ve bilişim alanlarında yapılan bilimsel çalışmalarda görüntü işleme yöntemleri kullanarak gezgin robot tasarımı fazla kullanılmazken, bu çalışmada yazılım ve donanım yapıları geliştirilerek ikisi bir arada kullanılmıştır. Robotik sistemde; kullanıcıya ortam sıcaklığı ve nem bilgileri aktarılarak donanıma, görüntü işleme teknikleri kullanılarak tarımsal ürün bilgisi raporlama ve çalışan takip sistemi yazılıma ek yapılmıştır. Bu sayede tarımsal alanlarda robotik sistemlerin kullanımlarının etkinliği arttırılmıştır.
Görüntü işleme tekniklerinin kullanıldığı yüz tanıma ve ürün bilgisi analiz denemelerinde gezgin robot üzerindeki kameranın kalitesi, ortam aydınlatması, gölgelenme, ürünlerin fiziksel yapıları ve yüz eğitim sayısı robotik sisteme doğrudan etkisi olduğu anlaşılmıştır. Araştırma sonucunda robotik sistemin arazide rahat hareket edebilmesi için hareket sisteminde kullanılan mekanik yapının sanayi tipinde olması gerektiği görülmüştür.

Abstract:
Mobile robots, a kind of robotic system, are now being used ever more in different areas of daily life. This study aims to identify the solutions for the problems that may arise during the use of the mobile robot system throughout the analysis of agricultural product information with image processing method and during the system installation stage. Wireless data transmission was used to send the image, ambient temperature and humidity data from the mobile robot to the user. Thus, the user was able to get certain information from the image data with the software developed using image processing algorithms.
The designed mobile robot consists of two main structures - software and hardware. While the motion system and the sensor system make up the hardware, the control system makes up the software. The motion system fulfills the motion-related orders sent by the user on agricultural lands. The sensor system collects the ambient temperature and humidity data and transfers those to the control system. The robotic system includes the control system which ensures the coordinated operation of these two systems and their connection with the software. In the scientific studies about agricultural mechanization and informatics, it is common to use image processing methods instead of mobile robot designs. This study, on the other hand, uses both of these with software and hardware structures developed accordingly. With the robotic system; the ambient temperature and humidity data are sent to the user, hardware and image processing techniques are used to support the software with agricultural product reporting and employee monitoring system. In this way, the effectiveness of the use of robotic systems on agricultural areas has been improved.
Face recognition and product information analysis studies in which image processing techniques were used has shown that the quality of the camera on the robot, the ambient lighting, shading, the physical structure of the products and the number of number of learning cycles for facial recognition were directly influential on the robotic system. Research findings showed that; the mechanical structure used in the motion system should be of industrial strength in order for the robotic system to be able to move freely on the land.