FPGA TABANLI NESNE ALGILAMA

Abstract

Örüntü, bir nesne veya olay kümesindeki elemanların art arda ve düzenli bir biçimde birbirlerini takip ederek yenilenmesidir. Nesne algılama ise bu nesne veya olayı, belirlenmiş kategorilere atamadır. Nesneler farklı yöntemler ile tanınabilir. Günümüzde gelişen sayısal yöntemler ve elektronik devre teknolojileri sayesinde bu sorunlara farklı çözümler üretilebilmektedir. Sayısal tasarım gelişiminin son noktası FPGA yongasıdır. FPGA'ler programlanabilir komponentler (Lojik Bloklar) ve bağlantılar içeren yarı iletken cihazlardır. Lojik bloklar basit lojik kapıların (AND, XOR vs…) işlemlerini yerine getirmek için programlanabildikleri gibi, daha karmaşık fonksiyonların da (Multiplexer-Decoder-İşlemci vs…) işlemlerini yerine getirebilmektedirler. Bu tez çalışmasında donanım tasarlamak için FPGA cihazı olarak Xilinx Spartan 3E-100 serisi ve programlama dili olarak da VHDL (Very High Speed Hardware Description Language) kullanılmıştır. Yazılımsal olarak oluşturulan donanımları test etmek ve FPGA'e yüklemeden önce doğruluğunu denemek için Xilinx üreticisinin yazılımı olan ISE Design Suite ara yüzü kullanılmıştır. Bu yazılımın nasıl kullanılacağı ve yazılan programların cihaza gömme işlemi adım adım gerçekleştirilmiştir. FPGA tabanlı bir nesne algılama algoritması olarak, FPGA'e bağlı bir ultrasonik sensör ile sabit bir fiziksel nesnenin algılanması ve algılanan o fiziksel nesnenin mesafesinin hesaplanması gerçekleştirilmiştir. Hesaplanan bilginin görüntülenmesi, FPGA'deki yedi parçalı göstergede sağlanmıştır.

Pattern is renewal by following each other elements consecutively and regularly in an object or set of event. Object detecting is designation this object or event for specified categories. Objects can be detected with different methods. Nowadays, different solutions can be produced by means of developing digital methods and electronical circuit technologies. The end point of development of digital design is FPGA chip. FPGAs are programmable semiconductor devices of which consist programmable components (logic blocks) and connections. Logic blocks can be programmed to perform implementation of basic logic gates (AND, XOR, etc...), also it can be programmed in order to fulfil more complex functions of transactions (Multiplex-Decoder-Processor, etc...). In this thesis study, Xilinx Spartan 3E-100 serial and VHDL (Very High Speed Hardware Description Language) have been used as FPGA device and software language. The software of Xilinx's manufacturer is ISE Design Suite interface which has been used for testing hardware created by the interface and for trying the accuracy of the software prior to installation to FPGA. How to use the software and embedding process of the written program has been executed step by step. As FPGA based an object detecting algorithm, detecting a constant physical object and calculating distance of this physical object with ultrasonic sensor which is connected to FPGA has been achieved. Visualization of calculating data has been provided with seven segment display on FPGA.