Tablet Bilgisayarla Kontrol Edilen Kablosuz Keşif Robotu Tasarımı

Wireless Mobile Robot Design Controlling With Tablet Computer

Murat Demirtaş1, Mehmet Sağbaş1, Gökalp Tulum1, Ali Akman2

1 Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Yeni Yüzyıl Üniversitesi, Zeytinburnu,

İstanbul 34010, Türkiye

2 Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Maltepe Üniversitesi, Maltepe, İstanbul 34857,

Türkiye

Özet: Bu çalışmada, üzeri sensörler ve farklı özellikte iki kamera ile donatılmış,

kablosuz haberleşme teknolojisi ile Windows veya Android işletim sistemine sahip olan

Tablet bilgisayarlardan kontrol edilebilen bir keşif robotu tasarlanıp gerçekleştirilmiştir.

Keşif robotu, üzerinde açık kaynak Linux işletim sistemi kullanılan ARM mikroişlemci

mimarisi tabanlı bir gömülü sistem barındırmaktadır.

Keşif robotu ve kontrolör birimi olarak kullanılan Tablet bilgisayar, birbirleriyle Wi-Fi

protokolü üzerinden soket haberleşmesi ile haberleşmektedirler. Keşif robotunda

bulunan yüksek çözünürlüklü kamera ve gece görüş kamerası gerçek zamanlı olarak

kontrolör tabletin ekranına kamera görüntülerini yollamaktadır. Keşif robotunu kontrol

edebilmek için geliştirilen Tablet bilgisayar arayüz programında, keşif robotundan

alınan MJPEG formatında kamera görüntüleri, sensör verileri ve keşif robotunu hareket

ettirebilmek için gerekli butonlar bulunmaktadır.

Bu sayede kullanıcının keşif robotunu uzak mesafelerden, kameralar vasıtasıyla

kablosuz olarak hareket ettirebilmesi, sensör verilerini okuyabilmesi, ortam dinlemesi

yapabilmesi ve görüntü işleme yapabilmesi sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Mobil Keşif Robotu, Kablosuz Haberleşme, Windows, Android,

Tablet PC, Görüntü İşleme, Wi-Fi, OpenCV, Raspberry Pi

Abstract: In this work, a wireless mobile robot equipped with sensors and two cameras

with different properties, that can be controlled from a tablet computer with the

Windows and Android operating system with wireless communication technology, has

been designed and realized. Mobile robot contains an embedded system which based on

the open source Linux operating system used ARM microprocessor architecture.

Mobile robot and the tablet used for controllor unit communicate with socket

communications protocol over Wi-Fi with one another. The HD camera and night vision

camera send the camera images in a continuous way the tablet's screen. Developed

Tablet PC interface program to control discovery robot, MPJEG format received from

the camera images, sensor data, and robot exploration in order to move with the

necessary buttons.

In this way, user can control discovery robot from a distance, can read sensor data, can

move to discovery robot over wireless with camera support, is provided to be able to

make image processing and listening environment.

Keywords: Mobile Discovery Robot, Wireless Communication, Windows, Android,

Tablet PC, Image Processing, Wi-Fi, OpenCV, Raspberry Pi

1. Giriş

Günümüzün gelişen teknolojisinde, gerçekleştirilmesi zor ve tehlikeli işlerde insanların

yerini yavaş yavaş endüstriyel ve hareketli robot uygulamaları almaktadır. Endüstriyel

robotlar genellikle sabit konumlu olup endüstriyel üretim süreçlerinin otomasyonuna

hizmet ederler. Öte yandan hareketli robotlar insanlar tarafından yapılan bir takım

işlerde yardımcı görevini üstlenirler. Bu tip robotların insanlara sağladığı faydaların

arttırılabilmesi için otonom işlevleri yerine getirebilecek robotlara ihtiyaç duyulur [1].

İnsan hayatının tehlikede olabileceği durumlarda (yangın, terör, deprem vb.), bilgi

toplanması ve toplanan bilgileri bir merkez istasyona kablosuz iletişimle bildirilmesi

için otonom bir sisteme ihtiyaç vardır. Bu şekilde insan erişiminin zor olduğu

bölgelerde de bilgi toplanabilecek ve böylece can kaybı en aza indirilecektir.

Elektroniğin ve programcılığın gelişimi ile birlikte uzaktan kontrol edilebilen sistemler

kendini göstermeye daha çok başlamıştır. Böylece amaca yönelik farklı türlerde robotlar

günlük hayatımıza girmiştir. Özellikle gömülü sistem programcılığının kolaylaşması ve

algoritma kurma becerilerinin açık kaynak olarak paylaşılabilmesi sayesinde akıllı

sistemler uygulamaları daha da arttırmıştır [2-6].

Bu çalışmada, üzerinde farklı amaçlar için kullanılmak üzere çeşitli sensörler ve 1080p

HD çekim yapabilme özelliği bulunan iki kamera ile donatılmış bir keşif robotu

tasarlanıp gerçekleştirilmiştir. Bu sistem, keşif robotuna yerleştirilen sensörler ile hedef

alan hakkında bilgi sahibi olmaya, kamera görüntülerini kontrol birimi olan tablet

üzerinde görüntüleyerek kullanıcının keşif robotunu hareket ettirmesine olanak

sağlamaktadır. Keşif robotu Wi-Fi IEEE 802.11n standardında kablosuz haberleşme

teknolojisi ile Windows ve Android işletim sistemine sahip olan tablet veya

bilgisayardan kontrol edilebilmektedir. Keşif robotu üzerine konulan analog veya dijital

sensörleri okuyabilmek için Atmega mikro denetleyici ve keşif robotunun ana

kontrolörü olarak üzerinde açık kaynak Linux işletim sistemi kullanılan ARM

mikroişlemci mimarisi tabanlı bir gömülü sistem barındırmaktadır.

Keşif robotları üzerine literatüre baktığımızda, G. Erşahin [7], kablosuz bir gezgin

robotun kontrolünü, MJPEG görüntü formatını kullanarak uzaktan Android işletim

sistemi tabanlı tablet üzerinden gerçekleştirmiştir. Bir başka çalışmada ise O. Çelik ve

diğerlerinin [8] ,kablosuz ağ kullanarak üzerine kamera monte edilmiş paletli bir gezgin

robotun uzaktan kontrolünü sağlamışlardır.

Aşağıdaki Tablo 1.’de yurtiçi ve yurtdışı kaynaklardan yapılan çalışmaların

karşılaştırması yapılmıştır.

Proje Başlığı Robot Donanım Bilgisi Haberleşme Komuta birimi Yazılım Dili

A) Wireless Mobile

Robot Control With

Tablet Computer [7]

Raspberry Pi, Wi-Fi,

Kamera, Sürücü kartları, Güç devreleri

Wi-Fi

Android Tablet

JAVA,

Embedded C++

B) Surveillance Robot

Using Arduino

Microcontroller [9]

Arduino Uno, Akıllı Telefon, GSM, GPS, Kameralar,

Sürücü devreleri, Güç devreleri

GPRS, Wi-Fi

Android Arayüz

veya PC

Embedded

C++,JAVA

C) Wireless Video

Surveillance Robot

Controlled using Simple

Bluetooth Android

Application [10]

Arduino Mega, Bluetooth Modül, Kamera, Sürücü devreleri, Sensörler, Güç

devreleri

Bluetooth

Android Telefon ve Tablet

JAVA, Embedded

C++

D) Bu Çalışma(ARES)

Raspberry Pi, ATmega328,

NoIR ve HD kamera, Sensörler, Wi-Fi Anten, GPS,

Sürücü kartları

Wi-Fi, 3G/4G

Android, Linux

ve Microsoft tabanlı Tablet ve Akıllı Telefonlar

Embedded

C++, C#, Java

Tablo 1. Literatür özetleri

Bu çalışmanın diğerlerinden avantajı ise kontrol programının Windows ve Android

cihazlarda çalışabilmesi, daha yüksek çözünürlükte 2 kamera bulundurması, sensör

takılabilmesi, keşif robotundan alınan görüntünün kayıt edilebilmesidir. Ayrıca yine bu

sistemin görüntü işleme kütüphaneleri ile otonom hareket edebilme ve ortam dinlemesi

yapabilme yetenekleri de bulunmaktadır.

Keşif robotundaki gömülü sistem, HD kamera ve NoIR gece görüş kamerası

görüntülerini “Motion Joint Photographic Expert Group” olarak adlandırılan MJPEG

formatında kablosuz olarak kontrolör tabletin C# dilinde yazılan kullanıcı arayüzüne

yollamaktadır. Bu çalışmada keşif robotundan 2 kamerada da yüksek çözünürlükle ve

gerçek zamana yakın bir biçimde 30 FPS kare hızına kadar görüntü elde edilmiştir.

Keşif robotunda hareketi sağlayan DC motorları ve bu mekanizmayı hareket ettiren

servo motorları, Raspberry Pi ürettiği darbe genişlik modülasyonu (PWM) sinyaller ile

kontrol etmektedir. Araç, çift yönlü Wi-Fi soket haberleşmesiyle uzaktaki bir

merkezden komutlar alabilen ve 2 kameradan aynı anda alınan 1080p çözünürlükte 15-

30 FPS aralığında kamera görüntülerini ve sensör verilerini bu merkeze iletebilen paletli

bir insansız keşif aracı olma özelliğindedir.

2. Tablet Kontrollü Keşif Robotu

2.1 Sistem Birimleri

Tasarlanan keşif robotu sistemi iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısım keşif robotunu

kontrol etmek için kullanılan tablet bilgisayar, ikincisi ise gezgin birim olan ve veri

toplayan keşif robotudur.

2.2 Keşif Robotu

Keşif robotu, sistemin uzaktan kontrol edilebilen ve verileri toplayan hareketli

parçasıdır. Ana sunucu görevi gören keşif robotu, Raspberry Pi mikrobilgisayarını

barındırır. Raspberry Pi kredi kartı büyüklüğünde ARM işlemci bulunduran ve debian

tabanlı Linux işletim sistemi koşulan mini bir bilgisayardır [11]. Raspberry Pi, Atmega

mikro denetleyiciden sensör verileri alır ve kablosuz olarak tablet bilgisayar yollar.

Ayrıca keşif robotunun hareketini sağlayan dc motorları sürmekte, üzerine yerleştirilmiş

kameraların sağ-sol veya yukarı-aşağıya doğru hareketini kontrol etmekte ve bu

kameralardan alınan görüntüleri yine kablosuz olarak tablet bilgisayara aktarmaktadır.

Kısacası tüm veri aktarımını, robotun hareketini ve tablet bilgisayarla olan bağlantıları

kuran birimdir.

Keşif robotu sistemi aşağıdaki elemanlara sahiptir ve blok diyagramı Şekil 1’de

gösterilmektedir.

Batarya ve DC-DC çevirici

Motorlar ve sürücüsü

Optokuplör devreleri

Raspberry Pi mikrobilgisayarı

Kamera Servo Pan-Tilt mekanizması

Kameralar

Sensörler

WiFi ağ adaptörü

Şekil.1. Keşif robotunun blok diyagramı

TABLET KONTROLLÜ KEŞİF ROBOT

PWM

Windows veya Android Tabanlı Tablet veya PC

Gü

ç El

eman

ları

Li-Po Batarya

(5000mA,11.1VDC)

LM2596 DC-DC

Step- Down Converter

Mo

tor

Sürü

cü E

lem

anla

rı

L298N Motor

Sürücü

TLP521-4

Optokuplör

9V DC

Motor

TLP521-2

Optokuplör

Ras

pb

erry

Pi v

e b

ağla

nan

Ele

man

lar

Raspberry Pi Model 2 Rev1.1

Raspi NoIR

Kamera

720p HD

Kamera

Wi-Fi Ağ

Adaptörü

9V DC

Motor

ARDUINO

ATMEGA328P

Mikrodenetleyici

2x Servo

Pan-Tilt

MQ-6 LPG Gaz

Sensörü

TLP521-2

Optokuplör

11.1VDC

Güç

PWM

Yön

Güç

USB

USB

USB

2x HCSR-04

Mesafe Sensörü

LM35 Sıcaklık

Sensörü

Far

Ses

PWM

11.1VDC

Güç

Güç

Güç

PWM

2.2.1 Batarya ve DC-DC Çevirici

Şekil 1’de görüldüğü gibi keşif robot, Li-Po batarya üzerinden 12 V - 5000 mA güç ile

beslenmektedir. [12] Burada bataryalarda güç tasarrufu sağlamak için şekilde görülen

Raspberry Pi elemanlarının toprak uçları, N-kanallı bir mosfet transistore bağlanarak ve

ayrıca bu mosfetin gate ucuna Raspberry Pi GPIO pinlerinden çekilebilecek bağlantılar

vasıtası ile çalışması istenmeyen elemanların gücü kesilip, açılabilir. Bu sayede belirgin

bir güç tasarrufu sağlanabilir.

2.2.2 Motorlar ve Sürücüsü

Gezgin birim olan keşif robotuna hareketini sağlaması üzere şaşeye entegre edilmiş iki

adet 9V DC motor bulunmaktadır. [13] Bu motorların hareketi için gereken sinyaller,

Raspberry Pi’nin oluşturduğu PWM sinyaller ile önce optoizolatör devresine ardından

L298N motor sürücü devresine ulaşmaktadır. [14] Bu PWM sinyal sayesinde paletli

gezgin robotun hızı ve yönü istenildiği gibi ayarlanmaktadır. Ayrıca keşif robotunda

kameraların bakış açılarını değiştirebilmek için servo motor kontrollü bir pan-tilt

mekanizması kullanılmıştır. Bu sayede kameraların bakış açıları yukarı-aşağı ve sağ-sol

olmak üzere 180 derece değiştirilmektedir. Bu motorların kontrolü de kontrol birimi

olan tablet üzerinden alınan komutlara göre PWM sinyaller ile gerçekleşmektedir.

2.2.3 Raspberry Pi Mikrobilgisayarı

Keşif robot tankın ana kontrolleri olarak içinde gömülü Linux işletim sistemi çalıştıran

ve ARM mimarisine sahip Broadcom BCM2835 SoC (System on Chip) mikroişlemci

bulunduran Raspberrry Pi 2 kullanılmıştır. [15] Keşif robotunda bulunan Wi-Fi Ağ

adaptörü ve kameralar Raspberry Pi’ye bağlanmış olup, bu aygıtlar C++ dilinde

yazdığımız programlarla gerekli görevleri yerine getirirler.

Keşif robotu biriminde yazılan programlar Raspberry Pi ve Atmega mikrodenetleyici

üzerinde yürütülmektedir. Raspberry Pi üzerinde keşif robotunu gerçekleştirebilmek

için programlar yazılmıştır. Bu programlar sayesinde keşif robotunun hareketi

sağlanmış, kamera görüntüleri aktarılmış ve hedef ortamda ortam dinlemesi yapılmıştır.

Ayrıca sensör verilerini ADC birimi ile okumak ve sesli uyarıyı aktifleştirmek üzere

Atmega328 mikrodenetleyicisi içine processing/wiring tabanında program gömülmüştür

[16].

2.2.4 Optokuplör Devreleri

Raspberry Pi ile motor sürücü devresini kontrol edebilmek için direk pin bağlantısı

yerine araya Şekil 1’de görüldüğü gibi optokuplörlü bir devre tasarlanarak motor sürücü

devresi izole edilmiştir. Bunun nedeni ise L298N sürücüsünde meydana gelebilecek bir

arızanın veya kısa devrenin Raspberry Pi’ye zarar vermesine engel olmaktır. Bunun için

2 adet TLP521-4 Optokuplör entegresi kullanılmıştır.

2.2.5 Windows Tabanlı Kontrolör Tablet

Gezgin birimi kontrol eden tablet bilgisayar, gezgin birimden veri alıp işleyen ve

yüksek performanslı donanıma sahiptir. Keşif robotu kontrol arayüzü, Windows ve

Android tabletlerde çalışabilmesi için tasarlanmıştır. Keşif robotunu yönetmek isteyen

kullanıcıya kullanımı oldukça kolay bir arayüz sağlamaktadırlar. Arayüz üzerinde iki

farklı kameradan alınan görüntüler, sensör verileri, hız, yön ve pan-tilt kontrol formları

bulunmaktadır. Ayrıca görüntü işleme, ekran görüntüsü alma, video kayıt, batarya ve

uzaklık sensörlerinden alınabilen transparant barlar bulunmaktadır.

Kullanıcı keşif robotunu hız kontrolü yaparak dilediği yöne hareket ettirebilmektedir.

Bunun için yön butonları arayüz uygulamasına yerleştirilmiştir. Aynı şekilde

kullanıcının video kayıt veya ekran görüntüsü alabilmesi içinde ilgili formlar

bulunmaktadır. Ayrıca kullanıcı kamera bakış açılarını ilgili butonları kullanarak

değiştirebilmektedir. Bu sayede sağa-sola ve yukarı-aşağıya doğru 180 derecelik bir

bakış açısı sağlanmıştır.

Keşif robotundan alınan görüntüler AFORGE ve OpenCV kütüphaneleri ile hem

Windows hem de Android üzerinde görüntülenebilmesi ve işlenebilmesi

sağlanmıştır[17][18]. Bu kütüphaneler kullanılarak keşif robotuna çeşitli görüntü işleme

işlemleri ve hareketli nesne takibi yaptırılabilmiştir.

Şekil 2’de arayüzünün blok diyagramı gösterilmektedir. Şekil 3’te ise Şekil 2’deki

arayüzün tablet bilgisayardaki görünümü görülmektedir.

Şekil.2. Tablet PC arayüzü blok diyagramı

Kontrol Birimi (Windows veya Android Tablet)

Fonksiyon Butonları

(Görüntü işleme, ekran

görüntüsü alma ve

gösterme)

Sensör Verileri,

Ses ve Far Açma

Formu

Bağlantı Bilgileri

Arayüzü

Ara

yüz

Pro

gram

ı

HD Kamera

Görüntüsü

Arka Mesafe

Tarih Formu

Ön Mesafe

NoIR Kamera

Görüntüsü

Video Kayıt

Formu

Kamera Pan-Tilt

Mekanizma

kontrol Formu

Hız ve Yön

Kontrol Formu

Şekil.3. Tablet PC HD kamera arayüzü.

Şekil.4. Tablet PC NoIR kamera kuşbakışı görünüm

Keşif robotunda bulunan iki kameradan aynı anda görüntü alınabilmekte ve aynı anda

çalışırken video ve görüntü kaydı yapılabilmektedir. Tüm bu kayıtlar Tablet PC’nin

harddiskine kaydedilmektedir.

2.2.6 Sensörler

Keşif robotumuza deneme amaçlı olarak LM35 sıcaklık sensörü, MQ-6 gaz sensörü ve

mesafe bulmak için ultrasonik sensörler takılmıştır. Ultrasonik sensörler, keşif

robotunun önünde ve arkasında bulunmak üzere iki tanedir. Bu ultrasonik sensörler

aracın önünde veya arkasında bulunan herhangi bir nesnenin uzaklığını kontrol

bilgisayarına aktarılmaktadır. Bu sensörlerin verilerini Arduino okur ve UART

üzerinden keşif bilgisayarının ana bilgisayarı olan Raspberry Pi’ye gönderir. Raspberry

Pi ise alınan bu verileri işleyerek kontrol bilgisayarının arayüzünde ilgili bar

göstergelere kablosuz olarak aktarır.

2.2.7 Kameralar

Gezgin birim olan keşif robotunda 2 adet HD kamera bulunmaktadır. Bunlar, Logitech

1080p 5MP kamera ve 1080P Raspberry Pi NoIR gece görüş kamerasıdır[19].

Kameralar servo motor ile kontrol edilen pan-tilt mekanizmasına bağlıdır. Bu sayede

bakış açıları değiştirilebilmektedir. Logitech HD kamera ve NoIR kamera herhangi

ekstradan güç kaynağına ihtiyaç olmadan Raspberry Pi üzerinde çalışabilmektedir. Bu

kameraların güç kaynağı Raspberry Pi üzerinden alınırsa, HD kamera 1080p piksel

çözünürlükte 15-30 FPS arasında, NoIR kamera ise aynı çözünürlükte 15 FPS kare

hızında veri gönderebilmektedir. Eğer kameralar gücünü bataryaya bağlı bir USB

çoklayıcıdan alırsa daha yüksek bir çözünürlükte daha yüksek bir kare hızı ile

çalışabilir. Örneğin NoIR kamera 1080p 30 FPS HD yayın yapabilir.

Ortam sesinin alınabilmesi için yine Logitech HD kameranın içinde bulunan mikrofon

kullanılmıştır. Bu sayede örneklenen ses dataları, komuta birimi olan tablete UDP

üzerinden yollanmış ve ortam dinlemesi yapılabilmiştir.

2.2.8 Wi-Fi Ağ Adaptörleri

Wi-Fi ağ adaptörleri kablosuz iletişim kurabilmek için hem tablet hem de keşif robotu

üzerinde olmak üzere 2 tane kullanılmıştır. Bu Wi-Fi ağ adaptörleri, IEEE 802.11n

standardında çalışır ve bantgenişliği 20 ila 40 MHz, anten gücü 5 dB ve aktarım hızı

150Mbps’dir. Bu ağ adaptörleri AP (Access Point) modunu desteklerler ve bu sayede

kendi ağlarını kurabilirler. Bu çalışmada gerekli AP, keşif robotu üzerinde kurulmuştur.

Raspberry Pi 2’de USB portları maksimum 300 mA akım verebilmektedir. Daha fazla

akım çekebilmek için Linux kernelinden komut değişikliği yapılmış ve USB

portlarından maksimum 1 A çekebilmek üzere ayar yapılmıştır. Bu sayede Wi-Fi hızı ve

menzili daha da arttırılmıştır.[20]

Şekil 1’deki blok diyagramına göre tasarlanan keşif robotu, Şekil 3’te görüldüğü gibi

pin bağlantıları yapılıp gerçeklenmiştir. Raspberry Pi’nin 40 adet GPIO (General

Purpose Input /Output) pinleri mevcuttur. Bu pinlerden ikisi PWM çıkış, dördü ise DC

motorların yönünü kontrol etmek için digital çıkış olarak ayarlanmıştır. Tek DC motor

için 3 pin olmak üzere toplamda DC motorlar için 6 pin kullanılmıştır. Ayrıca servo

motorlar için 2 PWM pin kullanılmıştır. Böylece toplamda Raspberry Pi’nin 8 adet pini

kullanılmıştır. Bu bağlantılar Şekil 4’te görülebilir.

Şekil.5. Keşif robot gömülü sisteminin devre pin bağlantıları.

3. Sistemin Çalışması

Keşif robotun üzerindeki Raspberry Pi’ya güç verildiği anda Linux işletim sistemi

önyükleme yapar ve WiFi haberleşme için bir hotspot ağ oluşturur. Yükleme devam

ederken kamera görüntülerini alır ve ilgili portlardan UDP bağlantı ile transfer eder.

Önyükleme bittikten sonra ise C++ dilinde yazılan programlar (motorları kontrol eden,

sensorlerden veri alan, bağlantıyı kontrol eden vb.) devreye girmeye başlar.

Tablet PC hotspot ağa bağlandığı andan itibaren arayüz programında gerekli keşif

robottan transfer edilen sensör ve kamera görüntü verileri arayüz ekranında gösterilir.

Keşif robotu başlangıçta hareketsizdir. Tablet PC üzerinden gelen komutlar, keşif

robotunun üzerindeki Raspberry Pi’ye kablosuz ağ üzerinden transfer edilir ve bu

komutlara göre Raspberry Pi, motor sürücü devresine PWM sinyal gönderir ve böylece

motorlar hareket eder. Keşif robotuyla bağlantı kuran tablet bilgisayar, gelen verileri

işledikten sonra arayüzünde sensör verilerini ve kamera görüntülerini kullanıcıya

gösterir. Kullanıcı da bu verilere göre yine tablet bilgisayarın arayüzü aracılığıyla keşif

robotunu kontrol eder.

Tablet PC, Raspberry Pi’ye bağlı kameralardan alınan görüntüyü arayüz programında

gösterir. İki farklı kamera için iki farklı kamera görüntüsü aynı anda izlenebilir ve

kaydedilebilir. Ayrıca istenirse AForge.Net ve OpenCV görüntü işleme kütüphaneleri

sayesinde nesne takibi veya hareket tespiti yaptırtılabilir.

Ayrıca tablet PC üzerinde keşif robotunun hız kontrolü yapılabilir ve servo pan-tilt

mekanizması çalıştırılabilir. Bununla birlikte video kaydı istenirse hem görüntü işlemeli

hem de görüntü işlemesiz olarak yapılabilmektedir. Tablet PC, keşif robotunun

gönderdiği sensor verilerini ekranında gösterir. Bu sayede kullanıcı tankın bulunduğu

ortam hakkında bilgi sahibi olur. Şekil 6-8’de bu çalışmada gerçeklenmiş sistem

görülmektedir.

Şekil.6. Sistem diyagramı

Kontrolör

(Windows Tabanlı Tablet)

Keşif Robotu

(Linux Tabanlı Robot)

Şekil.7. Keşif robot prototipi.

Şekil.8. Keşif robotunda, hareket algılama için yapılan görüntü işleme örnekleri

4. Sonuç

Bu çalışmada insanların can güvenliğinin riskli olduğu şartlarda ve askeri amaçlarda

kullanılmak üzere kablosuz olarak uzaktan tablet bilgisayar vasıtasıyla kontrol

edilebilen keşif robotu prototipi gerçekleştirilmiştir. Keşif robotunun üzeri, sensörler ve

farklı özellikte iki kamera ile donatılmış ve kablosuz haberleşme teknolojisi ile

Windows veya Android işletim sistemine sahip olan tablet veya bilgisayardan kontrol

edilebilmektedir. Bu tasarım kapsamında gerçekleştirilen keşif robotunun temel

özellikleri; C++ ve C# tabanlı olması, HD kalitede gece-gündüz video ve fotoğraf

çekebilmesi, üzerindeki sensörler ile hedef ortamı analiz etmesi, ortam dinlemesi

yapabilmesi, geliştirilebilir olması, görüntü işleyebilmesi ve gerçek zamanlı

çalışabilmesidir.

Bu çalışmada kullanılan keşif robotunun gerçek zamanlı görüntü aktarımı yapabildiği

ve açık alanda 100 metrenin üzerinde istikrarlı çalıştığı gözlenmiştir. Bu sayede keşif

robotu üzerindeki gömülü sisteme, karekod görüntü işleme algoritmalarının entegre

edilmesi ile keşif robotunun otonom hareket yeteneği görüldüğü gözlenmiştir. Bu

çalışma robotun üzerinde robot kol ekleyerek ve geliştirerek otomasyonda veya askeri

alanda kullanılabilecek bir keşif robotu üretilmesi amaçlanmaktadır.

5. Kaynakça

[1] Musaloiu R. vd., “Life under Your Feet: A Wireless Sensor Network for Soil

Ecology,” Proc. 3rd EmNets Wksp., Mayıs 2006.

[2] Fu, S., Yang, G. ve Hou, Z., “An Indoor Navigation System for Autonomous Mobile

Robot using Wireless Sensor Network”, IEEE International Conference on Networking,

Sensing and Control, Okayama, Japonya, 2009.

[3] Sichitiu M. ve Ramadurai, V., “Localization of Wireless Sensor Networks with a

Mobile Beacon”, IEEE International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor

Systems, Fort Lauderdale, USA, 2004.

[4] Yao, Z. and Gupta, K., “Distributed Roadmaps for Robot Navigation in Sensor

Networks”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Alaska, USA.,

2010.

[5] Gang Zhao, “Wireless Sensor Networks for Industrial Process Monitoring and

Control: A Survey”, Network Protocols and Algorithms, Vol. 3, No. 1. 2011.

[6] Popa, M., Marcu, M. ve Popa, A., “Wireless sensory control for mobile robot

navigation”, 7th International Symposium on Intelligent Systems and Informatics,

Tokyo, Japan, 2009.

[7] Erşahin, G. ve Sedef, H., “Wireless Mobile Robot Control With Tablet Computer”,

Procedia - Social and Behavioral Sciences, No. 195, pp. 2874 – 2882, 2015.

[8] “Kablosuz Ağ Tabanlı Gezgin Keşif Robotu: Kaşif ”

http://www.emo.org.tr/ekler/0d733881f6cd25c_ek.pdf

[9] Kulkarni, Chinmay, et al. "Surveillance Robot Using Arduino Microcontroller,

Android APIs and the Internet." Proceedings of the 2014 First International Conference

on Systems Informatics, Modelling and Simulation. IEEE Computer Society, 2014.

[10] Shaikh, Shoeb Maroof, et al. "Wireless Video Surveillance Robot Controlled using

Simple Bluetooth Android Application." International Journal of Advanced Research in

Computer Science 6.2 (2015).

[11] “Raspbian işletim sistemi” , http://www.raspbian.org/RaspbianAbout

[12] “Li-Po Bataryalar” http://www.multicopterturkiye.com/lipo-batarya-nedir/

[13] Bomec Robot Teknolojileri, “12V 200Rpm Redüktörlü DC Motor,”

http://www.robotistan.com/12V-200Rpm- ReduktorluDC-Motor,PR-27.html, Bomec

Robot Teknolojileri 2011.

[14] Gökçegöz F., “L-298 H-Köprü Entegresi,” MCU-Turkey, http://www.mcu-

turkey.com/?p=16323, 2011.

[15] “Raspberry Pi” , http://www.raspi.gen.tr/2012/08/01/raspberry-pi-nedir/

[16] “Arduino Hakkında” , http://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

[17] “AFORGE.net görüntü işleme kütüphanesi”, http://www.aforgenet.com/

[18] “OpenCV görüntü işleme kütüphanesi”, http://opencv.org/

[19] “No-IR Raspi Cam” , http://www.raspberrypi.org/products/pi-noir-camera/

[20] ”Raspberry Pi USB akımını arttırma”, https://www.hackster.io/idreams/boost-usb-

current-in-raspberry-pi-a1531d