Sualtı Akustik Tonların Kestiriminde Farklı Eşikleme Yöntemlerinin Kullanımı ve Analizi
Deniz taşıtlarının, sualtı akustik algılayıcıları ile algılanan sinyallerden tespit edilebilmesi amacıyla, makina/pervane gürültülerini ortam gürültüsünden ayrıştırmak gerekmektedir. Bu işlemleri yapabilmek için özellikle gerçek zamanlı çalışan ve enerji kısıtlı sistemlerde, işlemsel karmaşıklığı düşük olan kestirim yöntemlerinin kullanılması tercih sebebi olacaktır. Literatürde önerilen eşikleme tabanlı yöntemlerden, hesaplama karmaşıklığı en düşük olanlardan biri olan Sabit Yanlış Alarm Olasılığı (SYAO) tabanlı eşikleme yöntemi, yanlış alarm olasılığı korunurken tespit olasılığını en yüksek seviyeye çıkarmayı amaçlamaktadır. SYAO tabanlı eşikleme, kaynak sinyalleri ortam gürültüsünden ayırmak için gerekli olan eşik değerini belirlemektedir. Bu çalışmada, eşik değerinin sağlanması için Sıralı İstatistik ve Hücresel Ortalamalı Sabit Yanlış Alarm Olasılığı tabanlı eşikleme teknikleri kullanılmıştır. Bu teknikler kullanılarak, deniz taşıtlarına ait iz bilgileri ortam gürültüsünden ayrıştırılması gösterilmiştir.
Deniz TaşıtlarındanYayılan Sualtı Akustik Tonların Benzetimi ve Kestirimi
Bu çalışmada deniz ortamı ve taşıtlarının sahip olduğu akustik sinyal karakteristikleri incelenerek, sualtı ortamında sınıflandırma yapabilmek amacıyla, akustik işaret sentezi ve analizi yapabilme özelliğine sahip benzetim ortamı gerçekleştirilmiştir. Benzetim ortamında,sualtı ortamında meydana gelen yol kaybının yanında çok yolluluk (multipath) etkiside göz önünde bulundurularak akustik işaret sentezi yapılmıştır. Analiz işlemlerinde, gerçek zamanlı olarak algılanan sinyaller alçak frekans analizi (LOFAR : Low Frequency Analysis and Recording) ve kavitasyon (DEMON : Detection of Enveloped Modulation on Noise) analizine tabi tutulmaktadır. Analiz sonucunda elde edilen verilerden, Sıralı İstatistik tabanlı Sabit Yanlış Alarm Olasılığı eşikleme yöntemi ile deniz araçlarınailişkin iz bilgileri elde edilebilmektedir. Oluşturulan bu benzetim ortamı ile ölçümlerin gerektirdiği maliyet ve zaman sorununun azaltılmasıyla birlikte,öznitelik çıkarımı ve sınıflandırma algoritmalarının başarımlarıda test edilebilmektedir.
FPGA Tabanlı OFDM Modem Mimarisi üzerinde Sayı Formatlarının Karşılaştırılması
Kablosuz operatörler, mevcut altyapılarını kullanarak farklı servisleri sunabilmeyi istemektedirler. Bu istek ise ancak yazılım tabanlı baz istasyonları sayesinde karşılanabilmektedir. Ancak işlem yükünün oldukça fazla olan algoritmaların çalıştığı yazılım tabanlı baz istasyonlarını istenilen performansta ve esneklikte gerçeklemek için geleneksel işlemciler veya ASIC mimari kullanmak yerine FPGA kullanılması zorunluluktur. Bu çalışmanın amacı yazılım tabanlı baz istasyonlarında oldukça fazla kullanılan OFDM mimarisinin, IEEE-754 kayan noktalı ve IQ-Math sabit noktalı sayı formatları kullanılarak FPGA üzerinde gerçekleştirilmesi ve gerçeklenen iki ayrı modemin (IEEE754OFDM ve IQ-MathOFDM), FPGA üzerinde kapladığı alan, çalışma hızı ve sayı hassasiyeti ve kriterleri baz alınarak karşılaştırılmasıdır.
Pasif Sonarlarda Tespit/Teşhis Yöntemlerinin İncelenmesi
Pasif sonarlarda deniz taşıtlarının tespiti ve akustik imzalarından otomatik olarak tanıması için, ilgili sınıfa ait özellik vektörlerinin çıkarımı ve çıkartılan özellik vektörlerinin hangi sınıfa ait olduğunun tespit edilmesi gerekmektedir. Bu gerekçe ile çalışmada tespit işlemleri için Neyman-Pearson (NP) tipi detektör, öznitelik vektörlerinin çıkarımı için Fourier dönüşümü sinyal analizi ve öznitelik vektörlerinin hangi sınıfa ait olduğunun belirlenmesi için en yakın komşuluk tabanlı sınıflandırıcı yöntemleri incelenmiştir.
Pasif Sonarlarda Teşhis İşlemleri için Deniz Taşıtlarının Akustik Sinyallerinin İncelenmesi
Bu çalışmada deniz taşıtlarının yaydığı gürültülerin özellikleri incelenmiştir. 4 farklı tip deniz taşıtının yaydığı gürültünün hıza bağımlı değişim grafikleri, pervane sayıları, kanat sayıları, makina ve silindir sayıları verilmiştir. Verilen bilgilerle, çalışmada tanımlanan deniz taşıtlarının sabit hızla seyrederken tespit mesafesi ve sınıflandırılabilmesi için gerekli süreleri hesaplanmıştır.
Deniz İçi Basınç Ölçümlerinde Dalga Basıncı Etkisi
Deniz içi basınç ölçümleri, deniz durumunu takip etme, derinlik ölçme, deniz taşıtlarını tanımlama, konumlama ve izleme gibi çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır. Deniz durumuna bağlı olarak dalgalar önemli miktarda basınç yaratarak basınç ölçer üzerinde etkili olmaktadırlar. Basınç algılayıcıları, devrelerini ve sinyal işleme yöntemlerini en uygun biçimde tasarlamak ve deniz ortamını gerçekci modelleyen benzetim ortamı oluşturmak amacıyla, bu çalışmada, dalgaların deniz içinde oluşturduğu basınç etkileri incelenmiştir.
Gemi Hidrodinamik Basıncının Pratik Modellenmesi
Gemilerin hareketinden kaynaklanan hidrodinamik basınç alanlarının hesaplanması gemi geometrisinin ayrıntılı bilinmesini ve genellikle nümerik analiz yapılmasını gerektirir. Bazı uygulamalarda deniz içinde yapılan gemi basıncı ölçümleri, var-yok tespiti için kullanılır. Böyle uygulamalarda basınç sensörlerini, devrelerini ve sinyal işleme yöntemlerini en iyi tasarlayabilmek için, basit gemi oran ve verilerinden geminin yaratacağı basıncın tahmin edilebilmesi gerekir. Bu çalışmada literatürde bulunan bir ampirik formulasyon tanıtılmakta ve bu formulasyonlardan hareketle gemi hidrodinamik basıncının bazı özellikleri analiz edilmektedir
Deniz Platformlarının ve Sualtı Ortamının Akustik Sinyallerin Benzetimi
Bu çalışmada deniz ortamı ve taşıtlarının sahip olduğu akustik sinyal karakteristiklerini inceleyebilmek ve deniz taşıtlarının tespit ve teşhisi için algoritmalar geliştirilmesinde kullanılmak üzere bir benzetim ortamı oluşturulmuştur. Benzetimlerde, ortam gürültüsü Gauss dağılımlı ve durağan olmayan kabul edilmiştir. Deniz taşıtlarından yayınlanan akustik sinyaller makina, pervane vb elemanların yaratmış olduğu gürültülerdir. Bu gürültüler algılayıcı hidrofonda platformların hareketinden kaynaklanan dopler etkisi ve ortam şartlarındaki değişimlerden dolayı bozulmuş olarak algılanırlar. Bu yüzden deniz platformlarının yaydığı sinyaller, istatistikleri zamanla değişen rastlantısal süreçler olarak benzetimi yapılmıştır. Benzetim ortamı kullanıcı ara yüzü ile desteklenmiştir.
Ayrık Dalgacık Dönüşümü ve Ters Ayrık Dalgacık Dönüşümünün FPGA Tabanlı Donanımsal Gerçeklenmesi
Bu bildiride, Ayrık Dalgacık Dönüsümü ve Ters Ayrık Dalgacık Dönüsümlerinin FPGA tabanlı donanımsal gerçeklenmesi anlatılmaktadır. ADD ve TADD algoritmaları, Altera Cyclone-II FPGA’sı üzerinde donanımsal gerçeklenmistir. Satır ve sütun filtreleme islemleri level-bylevel mimarisinde olduğu gibi sırası ile uygulanmaktadır. Fakat verilerin okunma/yazma islemleri için adresleme, uygulanacak filtrenin türüne göre kontrol edilerek ADD ve TADD’nin tek filtre kullanılarak gerçeklenmesi sağlanmıstır. Bu tür kullanım hem okuma/yazma islemlerinde zaman kaybında hem de donanım alanı maliyetinde avantaj sağlamaktadır. Bu yaklasım ile, ADD ve TADD algoritmalarının donanımsal gerçeklenmesi için sadece %2’lik alan gerekmektedir.
Gerçek Zamanlı Nesne Tanıma Uygulamaları için HOG Algoritmasının FPGA Tabanlı Gömülü Sistem Uyarlaması
HOG algoritması son yıllarda kompleks içerikli görüntülerde nesne tanıma işlevini yüksek başarım ile gerçekleştirebilen bir algoritma olarak kullanılmaktadır. Bu basit fakat etkin tanımlayıcının donanımsal gerçeklenmesi bir çok temel örüntü tanıma işlevinde kullanılabilirliği söz konusu olduğundan önemlidir. Bu çalışmada HOG algoritmasının, farklı geometrik şekilleri yüksek bir başarım ile tanıyabilen donanımsal uyarlaması FPGA üzerinde gerçekleştirilmiştir. İncelenen görüntü içerisinde geometrik şeklin yatay ve dikey kenar bulma algoritmaları kullanılarak gradyan büyüklük ve açıları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar histogram üretmek için kullanılmış ve bu histogramların her bir şekil için ayırt edici karakteristiğe sahip olduğu gözlemlenmiştir. Kural tabanlı bir sınıflandırıcı uyarlanarak gerçek zamanlı olarak nesne tanıma uygulamalarında kullanılabilecek bir gömülü sistem yaklaşımı başarı ile sunulmuştur.