Dört rotorlu insansız hava aracı ile sürekli  
uyarlamalı ortalama kayma algoritması  
kullanılarak hareketli nesne takibi
Tracking of moving object using continuously adaptive  
mean shift algorithm with quadrotor unmanned air vehicle
Yazar: MUSAB COŞKUN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SENCER ÜNAL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Nesne  takibi,  kamera  kullanılarak  elde  edilen  ardışık  video  dizilerindeki  hareketli  bir 
nesnenin  görüntülerdeki  konum  bilgisinin  tam  olarak  belirlenmesi  işlemidir.  Takip 
edilecek  nesnenin  hareketindeki  değişiminin  anlaşılması,  boyutunun  değişmesi,  ortam 
ışığının değişmesi ve kameranın hareketli olması  sebebi  ile nesne  takibi  zor bir problem 
olarak  karşımıza  çıkmaktadır.  İnsansız  hava  araçları,  son  zamanlarda  sivil  ve  askeri 
amaçlarla  birçok  alanda  kullanımı  artan  ve  bilimsel  olarak  önemli  bir  araştırma  alanı 
oluşturan  uygulamalardandır.  Farklı  modelleri  bulunan  insansız  hava  araçlarından  dört 
rotorlu  tipi  manevra  kabiliyeti  ve  üç  farklı  eksende  hareket  edebilme  gibi  belirli 
avantajlarıyla ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında dört rotorlu insansız hava aracı ile 
bahsedilen  nesne  takibi  problemlerini  çözebilen  hareketli  nesne  takibi  uygulaması 
gerçekleştirilmiştir. Yapılan uygulamada dört rotorlu insansız hava aracı olarak AR.Drone 
kullanılmıştır. Uygulamanın  gerçekleştirilmesinde OpenCV  kütüphanesinin  2.4.9  sürümü 
ile  C  programlama  dili  Microsoft  Visual  Studio  2010  ortamında  kullanılmıştır. 
AR.Drone‟un  ön  kamerasından  gerçek  zamanlı  olarak  alınan  görüntülerle  640*360 
çözünürlükte ve 30 fps hızında hareketli nesne takibi işlemi gerçekleştirilmiştir.  
     Takip  işlemi  gerçek  zamanlı  olarak  iki  aşamada  yapılmıştır.  İlk  olarak  sabit  kamera 
kullanılarak  sürekli  uyarlamalı  ortalama  kayma  algoritması  ile  nesne  takibi  işlemi 
tamamlandıktan  sonra  ikinci  aşamada  ise  aynı  algoritma  kullanılarak  takip  edilecek 
nesnenin hareketli bir platform olan AR.Drone dört  rotorlu  insansız hava  aracı  ile  takibi 
gerçekleştirilmiştir. Gerçek  zamanlı  olarak  gerçekleştirilen  bu  yöntem  ile  takip  edilecek 
hareketli nesne seçilerek takip işlemi başlatılır. Daha sonra hareketli nesnenin AR.Drone‟a 
olan  uzaklığından  bağımsız  olarak  takip  işlemi  sürdürülmektedir.  Yapılan  çalışma  ile 
mobil bir platform olan dört rotorlu insansız hava aracı ile takip edilen nesnenin boyutunun 
değişmesine  ve  ortam  ışığının  değişmesine  karşılık  nesne  takibi  başarılı  bir  şekilde 
gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Object  tracking  is  the  process  of  generating  the  trajectory  of  an  object  over  time  by 
discovering  its  exact  position  in  every  consecutive  video  frames.  It  is  a  challenging 
problem  due  to  tracked  object  motion  and  size  changes,  illumination  changes  and 
egomotion.  In  this  thesis,  an  approach  that  is  able  to  cope  with  those  problems  using 
unmanned air vehicle was applied. Unmanned air vehicles has been an  increasing field of 
research in both civilian and military applications. Among its  different models, quadrotors 
have  advantages  such  as  high  maneuverability  and  moving  in  three  directions.    The 
unmanned  air  vehicle  used  in  this  thesis  is  AR.Drone.  The  application  is  implemented 
using  version  2.4.9  of OpenCV  library with C  programming  language  in Visual  Studio 
2010 environment. The application is capable of tracking moving objects by using the front 
camera of AR.Drone with resolution of 640x360 and at a frame rate of 30 fps.  
     Tracking moving  object  is  carried  out  in  two  stages.  Firstly,  Continuously Adaptive 
Mean  Shift  Algorithm  on  a  static  camera  is  applied  to  track  the  moving  object  and 
secondly AR.Drone front camera was used to carry out tracking a moving object with the 
same algorithm  in real-time. Object  tracking process  is carried on  independently from  the 
distance between AR.Drone and the tracked object. In this thesis, object tracking is carried 
out succesfully with AR.Drone which  is a mobile platform despite of changes  in object‟s 
size and illumination.