Görüntüleme Sonarı İle Yakalanan Görüntülerde Bulanık Mantık ...

sonar, Tritech firmasının Super Seaking DDFS
sonarıdır. Bu
sonar, çift frekanslı (325KHz-600 KHz) vee
chirp teknolojisi
ile çalışan standart bir engel sakınma sonarrıdır
[3]. Yaklaşık
300m’ye kadar görme aralığı mevcuttur. Bu sonarda ses
dalgası yelpaze huzme şeklinde gönderiilmektedir.
Dikey
huzme genişliği 325Khz için 20°, 600Khz iiçin
40°’dir. Yatay
huzme genişliği ise 325Khz için 3°, 600KKhz
için 1.5°’dir.
Şekil 1 (b)’de görüntüleme sonarının yyelpaze
şeklindeki
huzme şekli gösterilmektedir.
(a)
Şekil 1:(a) Super Seaking Görüntülemee
Sonarı, (b) Super
SeaKing sonarı tarafından üretilen yelpaze şeklindeki huzme.
Tarama sırasında geri dönen açısal pingg
verisi belli sayıda
aralığa (bin) bölünmüş haldedir ve her bir aralık farklı
uzaklıklardan geri dönen yankı şiddeetini
vermektedir.
Dolayısıyla, sonarın ölçüm menzili bbelirlenen
aralığa
bölünmüş olmakta ve ilgili ping açısında eengel/hedef
olması
durumunda, engelin/hedefin bulunduğu mmesafeye
karşılık
gelen aralıkta yüksek yankı şiddeti bulunmmaktadır.
Örneğin;
100m ölçüm menzilinde 70m’de bir engel oolması
durumunda,
250 aralığa bölünmüş bir ping için 175.
aralık civarında
yüksek genlik değeri beklenmektedir.
3. BULANIK MANTIK TEMELLİ ENNGEL
TESPİTİ
Bu çalışmada, görüntüleme sonarı ile alınan
görüntülerde
engel tespiti için ardışık iki işlem uygulanmaaktadır.
Bunlardan
ilki ön işlemedir ve bu işlemde amaçlaanan,
elde edilen
görüntülerdeki gürültüleri azaltmaktır. Soonraki
adımda ise
gürültüsü azaltılmış görüntüde bulanık maantık
temelli engel
tespiti yapılmaktadır.
3.1. Ön-İşleme
Alınan akustik görüntüde oldukça fazla gürüültü
bulunmaktadır.
İlk aşamada her bir pingdeki gürültünün yook
edilmesi için bir
ön-işleme yapılmalıdır. Ön-işleme sırrasında
ping’deki
aralıklara blok blok erişilerek [4]’deki yaklaşıma paralel
şekilde bir eşikleme yapılmaktadır. Eşiklemme
yapılırken 48’lik
örtüşen pencereler alınmaktadır. Alınan penceredeki yankı
genlikleri kullanılarak [5]’de kullanılan eşikleme yöntemi
kullanılarak yerel bir eşik değeri hesaplannıp
ortadaki 16’lık
bloktaki yankı genlikleri değerleri bu eşik değerinin
altında ise
ilgili değerler sıfıra çekilmektedir, eşikkten
yüksek olan
değerler ise tutulmaktadır. Eşik değeri
T = μ + 0.5* σ
2011 IEEE 19th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU 2011)
şeklinde hesaplanmaktadır. Buradaki μ o anki pencerenin
ortalama değerini, σ ise standart sapmasıını
göstermektedir.
Akustik görüntünün merkezinde ssensör
gürültüsü
oluşmaktadır. Bu gürültüyü ihmal etmek ammacıyla
her pingde
belli miktarda aralık yankı genliği sıfıra çeekilmektedir.
Şekil
(b)
(1)
921
2‘de örnek bir akustik görüntü vee
ön-işlem sonrası elde edilen
görüntü gösterilmektedir.
Şekil 2: (a) Akustik Görünttü,
(b) Ön-işlem sonucu.
3.2. Bulanık Mantık Temelli Teespit
Bulanık mantık, sözel ifaddeleri
kurallar ve üyelik
fonksiyonları yardımıyla kural taabanına
çeviren bir yöntemdir
[6]. Bir bulanık mantık modelininn
oluşturulması, girdi ve çıktı
değişkenlerin tanımlanması ve bulanık kuralların
şekillendirilmesi ile başlar. Sözzel
değişkenlerin ifadesinde
kullanılan üyelik fonksiyonları genellikle üçgensel, yamuk,
Gauss veya çan yapısında tanımmlanmaktadır.
Girişler üyelik
fonksiyonları ile bulanıklaştırıllmakta
ve belirlenen kural
tabanı dahilinde yorumlanarak bir
çıkış üretilmektedir.
Bu çalışmada öncelikle tarannan
ping, engel/hedef tespiti
için alt-pinglere ayrıştırılmaktadır.
Alt-pingler ardı ardına
gelen aralıklarda yankı genliğğinin
sıfırdan farklı olduğu
yerlerdir. Örnek olarak Aralık[555]
ile Aralık[60] arasında ardı
ardına sıfırdan farklı genlik elde edilmişse bu bölgeye alt-ping
denilmektedir. Bu bölgenin uzunnluğu
darbe uzunluğu olarak,
bu aralıktaki maksimum genliği ise maksimum genlik olarak
bulanık mantık sistemimizde girriş
olarak kullanmaktadır [7].
Tasarladığımız bulanık mantık siistemi
iki girişli bir çıkışlı bir
sistemdir. Giriş değişkenleri altt-pinglerdeki
darbe uzunluğu
ve maksimum yankı genlik değğerleridir.
Kullanılan üyelik
fonksiyonları ise yamuk üyelik ffonksiyonlarıdır.
Her bir giriş
ve çıkış için az, orta ve fazla olmak üzere üç adet üyelik
fonksiyonu kullanılmaktır. Ayrııca
Sugeno [8] tipi bulanık
mantık modeli kullanılmaktadır. Şekil 3’de 2 giriş-1 çıkış için
bulanık düzeltme sisteminin yapısı
gösterilmektedir.
Şekil 3: Bulanık düzeltme sistemmi
için 2 giriş-1 çıkış bulanık
çıkartma ssistemi.
Bulanık sistemin istenen şşekilde
tasarlanabilmesi için
ifade edilecek sistemin işleyişinnin
iyi şekilde tanınması ve
kural tabanının dikkatli biir
biçimde oluşturulması
gerekmektedir. Çalışmada, sonarrdan
alınan pinglerde hedefin
varlığı ve oluşan alt-pinglerdeki ddarbe
genişliği ile maksimum
yankı genliğinin aldığı değerler analiz edilerek kural tabanı
oluşturulmuştur.
Çalışmada kullanılan sonarr
çift frekanslı olduğu için bu
iki frekans için elde edilen görünntülerin
karakteristikleri farklı