DÖRT ROTORLU İNSANSIZ HAVA ARACI İLE SÜREKLİ UYARLAMALI ORTALAMA KAYMA ALGORİTMASI KULLANILARAK HAREKETLİ NESNE TAKİBİ

Abstract

Nesne takibi, kamera kullanılarak elde edilen ardışık video dizilerindeki hareketli bir nesnenin görüntülerdeki konum bilgisinin tam olarak belirlenmesi işlemidir. Takip edilecek nesnenin hareketindeki değişiminin anlaşılması, boyutunun değişmesi, ortam ışığının değişmesi ve kameranın hareketli olması sebebi ile nesne takibi zor bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. İnsansız hava araçları, son zamanlarda sivil ve askeri amaçlarla birçok alanda kullanımı artan ve bilimsel olarak önemli bir araştırma alanı oluşturan uygulamalardandır. Farklı modelleri bulunan insansız hava araçlarından dört rotorlu tipi manevra kabiliyeti ve üç farklı eksende hareket edebilme gibi belirli avantajlarıyla ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında dört rotorlu insansız hava aracı ile bahsedilen nesne takibi problemlerini çözebilen hareketli nesne takibi uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yapılan uygulamada dört rotorlu insansız hava aracı olarak AR.Drone kullanılmıştır. Uygulamanın gerçekleştirilmesinde OpenCV kütüphanesinin 2.4.9 sürümü ile C programlama dili Microsoft Visual Studio 2010 ortamında kullanılmıştır. AR.Drone?un ön kamerasından gerçek zamanlı olarak alınan görüntülerle 640*360 çözünürlükte ve 30 fps hızında hareketli nesne takibi işlemi gerçekleştirilmiştir. Takip işlemi gerçek zamanlı olarak iki aşamada yapılmıştır. İlk olarak sabit kamera kullanılarak sürekli uyarlamalı ortalama kayma algoritması ile nesne takibi işlemi tamamlandıktan sonra ikinci aşamada ise aynı algoritma kullanılarak takip edilecek nesnenin hareketli bir platform olan AR.Drone dört rotorlu insansız hava aracı ile takibi gerçekleştirilmiştir. Gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilen bu yöntem ile takip edilecek hareketli nesne seçilerek takip işlemi başlatılır. Daha sonra hareketli nesnenin AR.Drone?a olan uzaklığından bağımsız olarak takip işlemi sürdürülmektedir. Yapılan çalışma ile mobil bir platform olan dört rotorlu insansız hava aracı ile takip edilen nesnenin boyutunun değişmesine ve ortam ışığının değişmesine karşılık nesne takibi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.

Object tracking is the process of generating the trajectory of an object over time by discovering its exact position in every consecutive video frames. It is a challenging problem due to tracked object motion and size changes, illumination changes and egomotion. In this thesis, an approach that is able to cope with those problems using unmanned air vehicle was applied. Unmanned air vehicles has been an increasing field of research in both civilian and military applications. Among its different models, quadrotors have advantages such as high maneuverability and moving in three directions. The unmanned air vehicle used in this thesis is AR.Drone. The application is implemented using version 2.4.9 of OpenCV library with C programming language in Visual Studio 2010 environment. The application is capable of tracking moving objects by using the front camera of AR.Drone with resolution of 640x360 and at a frame rate of 30 fps. Tracking moving object is carried out in two stages. Firstly, Continuously Adaptive Mean Shift Algorithm on a static camera is applied to track the moving object and secondly AR.Drone front camera was used to carry out tracking a moving object with the same algorithm in real-time. Object tracking process is carried on independently from the distance between AR.Drone and the tracked object. In this thesis, object tracking is carried out succesfully with AR.Drone which is a mobile platform despite of changes in object?s size and illumination.