optİk sensÖrler

Click here to load reader

Post on 29-Jan-2016

177 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

OPTİK SENSÖRLER. 10505028 Mustafa Budak 10505020 İbrahim Serhat Bulut. Dersin Öğretim Üyesi: Doç. Dr. Ahmet Serdar Türk. KONULAR Infrared Hiperspektral Optik Kamera Lazer. Termal Işıma. Güneş ışığı yansıması: Sadece gündüz Termal ışıma: Gündüz ve gece. Infrared Sensörler. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • OPTK SENSRLER10505028 Mustafa Budak10505020 brahim Serhat BulutDersin retim yesi: Do. Dr. Ahmet Serdar Trk

  • KONULAR

    InfraredHiperspektralOptik KameraLazer

  • Termal ImaGne yansmas: Sadece gndzTermal ma: Gndz ve gece

  • Infrared SensrlerBtn cisimler kzltesi enerji yayarlar. Kzltesi ma birbirini gren farkl scaklktaki cisimler arasndaki s transferi olup sl enerji, kzltesi dalga boyunda iletilir.IR sensrler, kzltesi dalga boyunda iletilen enerjiyi grlebilir k spektrumu olarak grntler[1].

  • KIZILTES ENERJKzltesi blge, elektromanyetik spektrumdaki grnr ve mikrodalga blgelerin arasnda bulunur.

    Btn nesneler, hatta oda scaklnda ve donmu nesneler bile, kzltesi blgede az da olsa nsal enerji yayarlar. Yani scakl mutlak sfrn (O Kelvin, -273 C) zerindeki tm cisimler kzltesi enerji yayarlar. Bu enerjiye termal radyasyon da denir. Normal scaklktaki insan vcudu 10 mikrometre civarnda ma yapar.

    Kzltesi enerjinin dalga boyu 0.72 mikrometre ile 1000 mikrometre arasndadr.

  • Stefan-Boltzmann FormlIR sensrler evre na bal olmakszn pasif olarak sfr Kelvin zerindeki scakla sahip cisimleri alglayabilir. Bu zellik grlebilir blgede alan alglayclara gre byk stnlk salar.

  • KIZILTES ENERJNN ALT BANTLARINesneler olduka geni bir tayfta kzltesi nm yayarlar, fakat alglayclar sadece belli bant geniliklerini alglayabilirler. Bu nedenle kzltesi band daha kk alt bantlara blnmtr.

    Alman Standartlar Enstits (DIN) tarafndan belirlenen ve ska kullanlan bir blmleme biimi yledir:

    Yakn Kzltesi (NIR): 0.72-1.4 mOrta Dalga Kzltesi (MWIR): 3-8 mUzak Dalga Kzltesi (LWIR): 8-15 mEn Uzak Kzltesi (FIR): 15-1000 m

  • ALTBANTLARA GRE KULLANIM ALANLARIYakn Kzltesi (NIR): Dk kayp miktar yznden genellikle fiberoptik iletiiminde kullanlr. Gece gr ekipmanlarda genellikle bu band kullanr.

    Orta Dalga Kzltesi (MWIR): Gdml fze teknolojisinde kullanlr.

    Uzak Dalga Kzltesi (LWIR): Dardan bir nm kaynana gerek duymadan sadece nesnelerin yayd syla alan termal grntleme cihazlar bu bantta alr.

  • UYGULAMA ALANLARIHedef tespitiGzlemlemeGece grGdm ve takip sistemleriIsl verimlilik analiziUzaktan scaklk lmeKsa mesafeli kablosuz iletiimSpektroskopiHava tahminiAstronomi

  • Isl KameraKzl tesi alglayc yada dier adyla sl kameralar 3-14 m dalga boyu blgesinde alan ve gzledii blgedeki sl deiiklikleri alglayp grntye dntren cihazlardr.Bir sl kamera bu kadar geni bir alglama blgesinde ayn hassasiyette alamayaca iin sl kameralar genellikle daha dar alglama aralklarnda almaktadr. Uygulamada kullanlan sl kameralar genellikle orta dalga (MWIR) 3-5 m ve uzun dalga (LWIR) 8-12 m dalga boyunda almaktadr.5-7 m aras atmosferdeki su buhar nedeniyle sourulduu iin sl kameralar bu aralkta tespit yapamaz.

  • Kzltesi (Elektromanyetik Spektrum) Krmz rengin hemen zerinde balayan kzltesi bant iinde termal grntleme yaplan iki dalga boyu aral mevcuttur. Orta Kzltesi (3-5m) Uzak Kzltesi (8-12m)

  • Kzltesi(Isl) Kamera Yaps

  • Isl Kamerada Grnt Oluturma1.Kamerann gr as iindeki tm nesnelerden yaylan kzltesi radyasyon bir lensle odaklanr.2.Kzltesi dedektrler, odaklanan kzltesi tarayarak kullanr. Taranan k yardm ile dedektrler termogram veya scaklk haritas karr.3.Oluturulan bu termogram elektrik sinyallerine dntrlr.4.Elektrik sinyalleri dataya dntrlmek zere bir sinyal ileme nitesine gnderilir.Sinyal ileme nitesi ,bir devre zerine gml bulunan kk bir cipten oluur. 5. Oluturulan data, grnt oluturmas iin ekrana gnderilir.

  • Toprak zerinde ya da gml cisimler toprakta bir takm sl deiimlere neden olurlar. Isl zelliklerdeki deiim sl kamera tarafndan tespit edilebilir[2].

  • Bu yntemin en byk zayfl meteorolojik koullar ve evresel etkilere ok baml olmasdr. Bu nedenle sl kamera tek bana bir gml cisim tespit alglaycs olmaktan ok dierlerini destekleyici bir alglayc olarak kullanlmaldr.Gml cisimler, zerindeki toprak veya kumu stan bir scaklk kayna deil, zerinde kalan toprak veya kum ktlesinin altnda kalan ktleyle olan sl ilikisini kesen ve bylelikle bu ktlenin daha abuk snmasn salayan bir yaltkandr. Bu balamda sadece maynlar deil, sl anlamda yaltkan olan herhangi bir gml cisim, uygun bir derinlikte olmak koulu ile IR alglayc ile grlebilir.

  • IR Grntnn lenmesiIR grntler kullanlarak maynlarn tespiti iin Hough dnm gibi ekil bulmaya ynelik algoritmalar kullanlmaktadr. Bir kamera veya benzeri bir alglayc yardm ile elde edilen grntlerdeki ekillerin her zaman eksiksiz yer almas mmkn olmamaktadr ve ekillerdeki kopukluklar ekil tespitini zorlatrmaktadr. Bu noktada Hough dnm ile grntnn tamamnn grlebilir olmad durumlarda da olas ekiller tespit edilmektedir.

  • eitli toprak trlerinde alnan mayn grntleri

  • Cisimler sabahtan itibaren snmaya balarlar ve atmosfer scakln belirli bir zaman fark ile izlerler. Bu yzden gnn en scak saatlerine yakn saatlerde grnt almak daha uygundur. Isl kamerann tespit performans gnn saatlerine bamldr.Ayrca mevsimler de alnan grntler zerinde etkilidir.Isl kamera ile gnn eitli saatlerinde alnm gml cisim grntleri[3]

  • Hiperspektral SensrlerHiperspektral sensrler elektromanyetik spektrum genelinde bilgiler toplar ve iler. Bu teknie hiperspektral grntleme denir.Bu yntem ile toprak, bitki rts ya da gml cisim tarafndan yanstlan ya da salan madaki anormal deiimler tespit edilir.Sensrler grntleri bir dizi eklinde toplar.Her grnt elektromanyetik spektrumun bir araln temsil eder ve ayrca spektral bant olarak da bilinir.

  • Hiperspektral Grntleme

  • Hiperspektral Data Kp

  • Hiperspektral Grnt UygulamalarMineral ve mineral gruplarn ayrt edebilmek iin, yksek spektral znrlkl grntye ihtiya duyulur. Dar aralkl spektral kanal says arttka, mekansal ya da spektral analizler kullanlarak mineraller tanmlanabilir. Hiperspektral grntleme, daha nce haritalanmam alanlarn hzl ve detayl olarak jeoloji haritalarnn retilmesini veya mevcut jeoloji haritalarnn revize edilmesini salayan gl bir aratr.Hiperspektral grntler yardmyla yaplan mineral tayini analizlerinde karlalan ve almas gereken en nemli sorun ise atmosferik dzeltmedir. Atmosferdeki oksijen, su buhar ve karbondioksit gibi gazlar hiperspektral grntlerin baz bantlarnda veriyi etkilemekte ve elde edilen grnt istenilen nitelikte olamamaktadr. Bu sebeple hiperspektral grnt analizlerinin ilk ve en nemli parasn atmosferik dzeltme yntemleri oluturur.Hiperspektral grntlemede mineral ayrt etme iin zellikle elektromanyetik spektrumun 0.7 2.5 m aral kullanlmaktadr.

  • Esasnda hiperspektral grntler ok fazla bilgi ierir. stenmeyen zellii ise sz konusu grnt verisinin bir kerede sunulmas ve bu nedenle de esas bilgi ieriinin istenmeyen parazitlerden ayrmlanma zorluudur[4].

  • Hyperspectral map showing the impact of iron-derived dust on mangrove swamps at a Port Hedland iron-one loading facility in WA

  • Gizlenmi veya karalanm yazlarn Hiperspektral grntleme ile ortaya karlmas

  • Hiperspektral Kamera

  • Referanslar

    [1]L. Kempen, A. Katarzin, Y. Pizurion, C. Corneli, and H. Sahli, Digital Signal/Image Processing for Mine Detection, Part 2: Ground based Approach, in Proceedings Euro Conference on Sensor Systems and Signal Processing Techniques applied to the Detection of Mines and Unexploded Ordnance, pp. 54-59, Oct. 1999. [2]Groot J.S, Janssen Y.H.L.,Remote Land Minefield Detection and Overview, TNO Defence Research Report, September, 1994.[3] Dr. Sevgi Akgn, ok Alglayc Tmleik Tespit Sistemi Tasarm, TBTAK-MAM-Biliim Teknolojileri Aratrma Enstits.[4] Penn, B., 2002. .Using simulated annealing to obtain optimal linear end-member mixtures of hyperspectral data, Computers & Geosciences, 28, 809-817

  • lginiz iin teekkr ederim