Pyroelectric infrared (PIR) sensor based event detection
Piroelektrik kızılberisi algılayıcı tabanlı olay tespiti
- Tez No: 246721
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ENİS ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bayes istatistiksel karar teorisi, Dalgacık dönüşümleri, En küçük karesel ortalama algoritması, Gauss karışım modeli, Saklı Markov modeli, Sınıflandırma, Bayesian statistical decision theory, Wavelet transforms, Least mean square algorithm, Gaussian mixture model, Hidden Markov model, Classification
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Piroelektrik Kızılötesi (PİK) algılayıcılar, ucuz, kolay kullanımlı ve kolay bulunabilir olduklarından dolayı, iç ve dış mekan uygulamalarında çoğunlukla kullanılmaktadır. PIR sensörler, gördükleri alanda hareket eden ve kızılötesi yayın yapan nesnelere tepki verir. Mevcut algılayıcılar, hareket eden sıcak bir nesne gördüklerinde mantıksal bir, hiç bir şey görmediklerinde ise mantıksal sıfır verirler. Bu yöntemle, sadece hareket eden nesneler tespit edilir ve hata oranı yüksektir.Yeni nesil PİK algılayıcılar daha karmaşık ve daha yeteneklidir. Bilinen diğerlerine göre daha düşük bir hata oranına sahiptirler. İnsanlarla hayvanları birbirinden ayırabilmesine rağmen, basit bir kıyaslayıcı devresinin kullanılması nedeniyle, sadece hareket eden sıcak nesneleri algılamak için kullanılır. Bu yapı değiştirilemez, geliştirmek için esnek değildir ve algoritmaları uyumlamak için elverişli değildir.Bu çalışmada, bu algılayıcıların kullanımı için yeni bir yaklaşım gerçekleştirilmiştir. Mevcut PİK algılayıcıların çıkışlarını doğrudan kullanmak yerine, piyasada bulunan PİK algılayıcılar uyarlanarak kullanılmıştır. Bu yapı sayesinde, PİK algılayıcıların örneksel çıkışları örneklenmiştir. Ayrıca, bu örneklere herhangi bir algoritma uygulanabilir. Bu yöntemle, insan, hayvan ve alev tespiti yapılabilmektedir. Yön bulma, yaklaşık mesafe bulma algoritmaları geliştirilebilmektedir. Ayrıca, algılayıcı dizisi kullanılarak hareket eden hedefin iz tespiti yapılabilir.Bu çalışmada, PİK algılayıcıların örneklenmiş çıkışları kullanılarak, nesne ve olay ayrımı üzerine yoğunlaşılmıştır. Hayvan, insan ve alev tespiti, karşılıklı olarak araştırılmıştır. Farklı insan hareketleri modellenmiştir ve sınıflandırılmıştır. Hesaplama maliyetini az tutmak için, Hızlı Fourier Dönüşümü (HFD) yöntemleri kullanılmamıştır. Onun yerine, farklı nesneleri tanımlamak için bir rastlantısal yöntem, Saklı Markov Modeli (SMM), kullanılmıştır ve farklı olayları tanımlamak için Koşullu Gauss Karışım Modelleri (KGKM) kullanılmıştır. Örneklenen veri, nitelik çıkartma için dalgacık dönüşümüne sürülür ve sonra analiz için SMM'ye verilir. Her bir SMM'de üretilen olasılıklardan yüksek olanına göre karar verilir. Farklı senaryolar içeren deneysel testler, önerilen SMM yönteminin güvenilirliğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Pyroelectric Infra-red (PIR) sensors have been extensively used in indoor andoutdoor applications as they are low cost, easy to use and widely available. PIRsensors respond to IR radiating objects moving in its viewing range. The currentsensors give an output of logical one when they detect a hot object's motion anda logical zero when there is no moving hot object. In this method, only movingobjects can be detected and the rate of false alarm is high.New types of PIR sensors are more sophisticated and more capable. Theyhave a lower false alarm ratio compared to classical ones. Although they candistinguish pets and humans, again they can only be used for detection of hotobject motions due to the limitations caused by the usage of the simple comparatorstructure inside. This structure is unalterable, not flexible for development, and not suitable for implementing algorithms.A new approach is developed to use PIR sensors by modifying the sensorcircuitry. Instead of directly using the output of a classical PIR sensor, an analogsignal is extracted from the PIR output and it is sampled. As a result,intelligent signal processing algorithms can be developed using the discrete-timesensor signal. In this way, it is possible to develop human, pet and flame detection methods. It is also possible to find the direction of moving objects and estimate their distances from the sensor. Furthermore, the path of a moving target can be estimated using a PIR sensor array.We focus on object and event classification using sampled PIR sensor signals.Pet, human and flame detection methods are comparatively investigated.Different human motion events are modeled and classifed using Hidden MarkovModels (HMM) and Conditional Gaussian Mixture Models (CGMMs). The sampleddata is wavelet transformed for feature extraction and then fed into HMMsfor analysis. The final decision is reached according to the Markov Model producingthe highest probability. Experimental results demonstrate the reliabilityof the proposed HMM based decision and event classification algorithm.
Benzer Tezler
- Volatile organic compounds (VOC) gas leak detection by using infrared sensors
Kızılberisi algılayıcılarla uçucu organik bileşenler kaçağı tespiti
FATİH ERDEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. A. ENİS ÇETİN
- Emet kolemanitinin ferroelektrik özellikleri
Ferroelectric properties of emet colemanite
AHMET ALİ AKŞİT
- Foton dedeksiyonu ve kızılötesi bölge lazerlerine uygulamaları
Photon detection and their aplications for infrared region lasers
M.MAHİR BÜLBÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA ÖZMEN
- Kükürt-oksi, metil sülfinil ve arsenat radikallerinin elektron spin rezonans spektroskopisi ile incelenmesi
Başlık çevirisi yok
RECEP TAPRAMAZ
- Küçük hidroelektrik santrallerin Türkiyedeki yeri,önemi ve hesaplama esasları
Başlık çevirisi yok
ENİS AVŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
EnerjiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İRFAN GÜNEY