Lazer sensörlerle iç mekan haritalama
Indoor mapping with laser sensors
Yazar: İKBAL SUVEREN
Danışman: PROF. ERKAN BEŞDOK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Gelişen teknoloji ile birlikte lazer tarayıcı sistemler pek çok alanda kullanılmaya başlanmıştır. Haritacılık başta olmak üzere inşaat, mimari, arkeoloji, şehir planlama ve tıp gibi birçok alanda lazer sensörler yerini almaktadır. Bu sensörler ile iç mekan haritalamanın yanı sıra obje modelleme, deformasyon analizleri, tarihi ve kültürel eserlerin röleve çalışmaları ve hatta adli vakaların çözümlenmesi gibi uygulamalar yapılmaktadır. Lazer sensörler ile yapılan ölçümlerde lazer ışınının havada uçma süresi kullanılarak mesafe bilgisi elde edilmekte ve böylece nokta bulutu oluşturulmaktadır. 3 boyutlu konumu bilinen noktalar aracılığıyla da iç mekan haritalama mümkün hale gelmektedir. Özellikle bir lazer sensör çeşidi olan Lidarlar ile yapılan iç mekan haritalamada yüksek hassasiyet, hızlı çalışma ve geniş mesafe ölçüm aralığı özellikleri ön plana çıkarken yüksek maliyet dezavantaj oluşturmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında piyasada kullanılan 3 boyutlu Lidar tarayıcılardan daha ucuz ve kompakt bir tasarım deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Servo motorlar ve Lidar sensör ile gerçekleştirilen deneysel bir tasarımla 2 boyutlu düzlemde ölçüm yapan bir Lidar ile 3 boyutlu uzayın nokta bulutu elde edilmiştir. Sonuç olarak tasarlanan mekaniksel deneysel sistem, nokta koordinatlarını elde etmek için yazılan matematiksel model ve Matlab programıyla yapılan donanım kontrolü sayesinde elde edilen yapı bir iç mekan haritalama sistemini oluşturmaktadır. İç mekanda yapılan boş oda, eşyalı oda ve model insan taramaları vasıtasıyla oluşturulan deneysel sistemin performansı ortaya konulmaktadır.

Abstract:
With the developing technology, laser scanner systems have been used in many fields. Laser sensors have been established in many fields such as cartography, construction, architecture, archeology, city planning and medicine. In addition to indoor mapping, these models are used for object modeling, deformation analysis, relay studies of historical and cultural monuments and even forensic cases. In the measurements made with laser sensors, distance information is measured by using the flying time of the laser beam in the air and thus, a point cloud is obtained. The mapping becomes possible by means of 3-dimensional location-known points. Especially with Lidar, a type of laser sensor, high accuracy, fast operation and wide range measurement range stand out in indoor mapping, while high cost is disadvantageous.
Within the scope of this thesis, a cheaper and compact design than the 3D Lidar scanners used in the market has been realized experimentally. In an experimental design with servo motors and Lidar sensor, the point cloud of the 3-dimensional space was obtained with a Lidar measuring in the 2D plane. As a result, the mechanical experimental system designed, the mathematical model written to obtain the point coordinates and the hardware control obtained by the Matlab program constitute an indoor mapping system. The performance of the experimental system, which has been created by means of the empty rooms, furnished rooms and model human scans performed in the interior, is demonstrated.