Ultrasonik mesafe ölçümü ve doğrulanması
Ultrasonic distance measurement and verification
Yazar: MUHAMMED ÇALIŞ
Danışman: DOÇ. DR. ALİ SAYIN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Mesafe ölçme = Distance measurement ; Sensörler = Sensors ; Ultrasonik dönüştürücü = Ultrasonic transducers ; Ultrasonik hız = Ultrasonic velocity ; Ultrasonik ölçme teknikleri = Ultrasonic measurement techniques ; Yörünge = Orbit

Özet:
Bu çalışmada ultrasonik sensörlerden alınan veriler doğrultusunda bir hedefe yönelmiş yüksek hızlı nesnelerin hızlarının, yörüngelerinin ve hedefe ne kadarlık mesafeden geçtiklerinin tespit edilmesi hedeflenmiştir. Ultrasonik sensörlerin çalışma mantığı, avantaj ve dezavantajları, bu tarz çalışmalarda kullanım sebebi detaylandırılmıştır. Sensör ile toplanan verilerin işlemciye iletildikten sonra filtrelenmiş, uygun matematiksel denklemler ile ihtiyaç duyulan veri formatına dönüştürülmüştür. Bu veriler kullanılarak nesnenin yörünge, mesafe, hız bilgilerinin belirlenmesi sağlanmıştır. İnternet protokolü üzerinden kontrol kartına erişim sağlayıp, veriler kontrol kartı üzerindeki işlemcinin üzerinden bilgisayara aktırılmıştır. İşlemci topladığı analog verileri filtreleyip daha sonra dijital sinyallere dönüştürüp işlemektedir. Bilgisayara transfer edilen veriler matematiksel algoritmalar ile gerekli hesaplamalar yapılarak polar diyagram üzerinde gösterilebilecek formata dönüştürülmektedir. Bu işlemler sonucunda kullanıcı ara yüzünde yörünge tespiti ve hedefe olan uzaklık gösterimi yapılmış olmaktadır. Ayrıca yine aynı kullanıcı ara yüzü vasıtası ile hız bilgisi operatöre sunulduğu bir mimari kullanılmıştır.   Daha önce radyo frekansında (RF) alıcı verici sitemler, optik sensörler gibi farklı sensör gruplarıyla benzer çalışmalar yapılmıştır. Ancak tespit edilecek cismin fiziksel özelliklerinden, dış ortam etkisinden etkilenmeyen, çalışma esnasında ortamda elektromanyetik gürültü oluşturmayan bir sistem geliştirmek hedeflenmiştir. Özellikle ülkemizde konuyla ilgili akademik ya da ticari bir çalışma örneği bulunmamaktadır. Yurt dışında yapılanan çalışmalar ve üretilen cihazlar ise ülkemizde temin edilememektedir. Birçok kritik kullanım alanı olan bu çalışmanın ülkemizde yapılabilmesinin ve geliştirilebilmesinin önünün açılması hedeflenmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to determine the velocities, trajectories and distance of high-speed objects oriented towards a target in accordance with the data obtained from ultrasonic sensors. The operating logic of ultrasonic sensors, advantages and disadvantages are detailed reasons for use in this type of work. After the data collected by the sensor is transmitted to the processor, it is filtered and converted into the required data format with appropriate mathematical equations. By using this data, the trajectory, distance and speed information of the object is determined. The Ethernet protocol provides access to the control card and the data is transmitted to the computer via the processor on the control board.The processor processes the analog data and then converts it into digital signals. The data transferred to the computer is converted into a format which can be displayed on the polar diagram by making necessary calculations with mathematical algorithms. As a result of these processes, trajectory detection and distance to the target are shown in the user interface. Also with the same user interface, the speed information is presented to the operator. Previous studies have been carried out with different sensor groups such as radio frequency (RF)  transceiver systems and optical sensors. However, this study aims to develop a system with an improved user interface, which is not affected by the physical properties of the object to be detected, external environment effects, and no electromagnetic noise in the environment during operation. There is no academic or commercial study in our country that handles this subject and not possible to supply the products in other countries to our country.