Öğrenci: Cenk ALBAYRAK
Tez Adı: FPGA Tabanlı Bir Akustik Kaynak Konumlandırma Sisteminin Tasarımı
Tez No: t2377
Akustik kaynak konumlandırma ile ilgili, servis robotu uygulamaları, video &#8211; konferans uygulamaları ve ayrıca askeri uygulamalara yönelik, keskin nişancının yerinin tespiti ve akustik gözetleme sistemleri gibi çalışmalar da son yıllarda oldukça artmıştır.
Bu tezde, akustik kaynak konumlandırmada yaygın olarak kullanılan ve hassasiyeti yüksek olan TDOA (Time Difference of Arrival, varış zamanı farkı) tabanlı akustik kaynak konumlandırmaya yönelik benzetim ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. İlk olarak literatürde mevcut olan analitik (zorlanmış) yöntem gerçeklenerek sistemin çalıştığı test edilmiştir. Daha sonra zorlamış çözüme bir alternatif olarak işlem yükü oldukça az olan PSO (Parçacık Sürü Optimizasyonu) algoritması uygulanmıştır.
Çalışmada, akustik kaynaktan çıkan ses bilgisinin algılanabilmesi için dört özdeş elektret mikrofon, analog ses bilgisini bilgisayara aktarmak için 20 MHz hızında örnekleme yapabilen ADC (AD9201) ve USB cihazı (CY7C68001), Xilinx firmasının Spartan 2E ailesinden FPGA &#8216;yi ile VHDL dilinde donanım tasarımı yapılarak kontrol edilmiştir. Böylece mikrofonlarda algılanan akustik ses bilgisi bilgisayara aktarılmıştır ve Genelleştirilmiş Çapraz &#8211; İlinti Yaklaşımı (GCC) kullanılarak her iki mikrofon arasında oluşan TDOA bilgileri hesaplanmıştır. Her iki mikrofon arasındaki TDOA bilgileri kullanılarak hiperbol eğrileri çizilmiştir ve sonuçta, akustik kaynağın konum bilgisini veren bu hiperbollerin kesişim noktasının hesabı analitik (zorlanmış) yöntem ve PSO algoritması ile yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Akustik kaynak konumlandırma, Mikrofon dizileri, TDOA, Konuşmacının konumun bulunması