Sanal gerçeklik destekli mayın tarama simülatörü
Virtual reality assisted mine scanning simulator
Yazar: MERVE VAROL ARISOY
Danışman: DOÇ. DR. ECİR UĞUR KÜÇÜKSİLLE
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Mayın, üzerine uygulanan basınç sonucu infilakının gerçekleşmesiyle çevresinde bulunan araçları tahrip etmeyi, bu araçları kullanan personeli etkisiz hale getirmeyi amaçlayan bir düzenektir. Mayınlar yıllardır hem askeri savunma amaçlı hem de saldırı amaçlı olarak çeşitli taraflarca yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Bu nedenle mayınların tespiti vermiş olduğu zararları önlemek açısından önemlidir. Bu noktada geçmişten günümüze kadar çeşitli mayın tespit yöntemleri geliştirilmiş ve bu konuda eğitimli personelin istihdamı gereği doğmuştur.

Günümüzde verilen mayın tarama eğitimlerinde öncelikle askerlere teorik bir eğitim verilmekte ardından uygulama sahası üzerinde pratik eğitime tabi tutulmaktadır. Bu durum eğitimin verildiği uygulama sahasının olası tüm arazi ve hava şartlarını barındırmamasına neden olmakta hem de eğitim alan personelin güvenliğini tehlikeye atmaktadır.
Bu tez çalışmasında kara mayını tespit işlemini gerçekleştiren askerlere görevlerini icra edecekleri araziye çıkmadan önce bu arazi şartlarını birebir simüle eden ve Kinect ve VR (Virtual Reality) tabanlı, mayın tarama eğitimi veren bir simülatör yazılımı geliştirilmiştir. Simülatörde, Türkiye'de yer alan 6 farklı konumun uydu görüntüleri alınarak kullanıma sunulmuştur. Hava şartlarının mayın tarama durumlarına olan etkisini gösterebilmek adına üç tür hava koşulu ile çalışılmıştır. Dedektörlerin toprak tiplerine olan tepkisini verebilmek amacıyla dört tür toprak kullanılmıştır. Mayın tipi olarak antitank, antipersonel mayınları; mineral olarak da çivi ile madeni para modelleri toprağa yerleştirilmiştir. Dedektör teknolojisi olarak yeraltı radarı ve metal dedektörü seçilmiştir. Kullanıcıların farklı frekans aralıklarında ve zorluk seviyelerinde çalışmaları sağlanmıştır. Simülatörü kullanan kişinin Kinect cihazı karşısında yerinde sayma hareketi yapması ile sanal arazi üzerinde konum değiştirebilmesine imkan tanınmıştır. Ayrıca, mayın tarama ve kazma işlemleri hem Kinect ile hem de simülatör için geliştirilmiş dedektör görünümlü kontrol cihazı ile gerçekleştirilebilmektedir.

Günümüzde verilen mayın tarama eğitimleri ile simülatörün vermiş olduğu eğitim  karşılaştırıldığında, simülatörle verilen eğitimin zaman ve maliyet açısından büyük fayda sağladığı aynı zamanda hiçbir risk faktörü olmadan güvenli ve yetkin bir eğitim verdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, insan vücudundaki eklemlerin gerçek uzaydaki koordinat noktalarının Kinect cihazıyla olduğu kadar geliştirilen dedektör görünümlü kontrol cihazı ile de doğru bir biçimde algılanabildiği tespit edilmiştir.

Abstract:
Mine is an arrangement aimed at destroying the surrounding vehicles and neutralizing the personnel who use them, through the occurrence of pressure-induced explosion on them. For many years, mines have been used extensively by various parts for both military defense and offensive purposes. For this reason, the detection of landmines is important in terms of preventing damage. At this point, various methods of mine detection from the past to the present were developed and the need for employment of educated personnel was born.
In today's mine sweeping trainings, a theoretical training is first given to soldiers and then practical training is given on the application field. This situation causes the application area where the training is given not to cover all the possible terrain and weather conditions and also jeopardizes the safety of the trained personnel.

In this thesis study, a software which simulates real duty conditions and gives landmine sweeping training based on Kinect and VR, was developed. Satellite images of six different points located in Turkey, is being presented for usage. In order to show the effect of weather conditions on mine sweeping conditions, three types of weather conditions were studied. Four types of soil were used to give the response of the detectors to the soil types. As mine type, antitank and antipersonnel mines; as mineral, nails and coin models were placed in the ground. Ground penetrating radar and metal detector have been selected as detector technology. Users are provided to operate at different frequency ranges and difficulty levels. The person using the simulator is allowed to change the position on the virtual terrain by performing on-the-spot counting movement against the Kinect device. In addition, mine sweeping and digging operations can be carried out with both the Kinect and the detector appearanced controller developed for the simulator.

When compared the current mine sweeping training and the training given by the simulator, it has been observed that the training with the simulator gives great benefits in terms of time and cost, and at the same time it provides safe and competent training without any risk factors. Also it has been found that the coordinates of the joints in real environments can be correctly detected with the detector appearanced control device as well as with Kinect.