AKUSTİK KONUM TESPİTİ İÇİN HİBRİT TDOA–FDOA MODELİ VE MATLAB SİMÜLASYONU
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Ticaret Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DERYA SEVİNDİK
Danışman: Fatma Nur Akı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde ses kaynaklarının konumunun doğru ve hızlı bir şekilde belirlenmesi; savunma sanayii, akıllı ve otonom sistemler, robotik uygulamalar, akıllı binalar ve acil durum arama–kurtarma senaryoları gibi pek çok alanda kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, farklı geometriye ve sayıya sahip mikrofon dizileri kullanılarak farklı hareket modelindeki ses kaynakları için iki boyutlu uzayda konum ve hız kestiriminin yapılabildiği bir yöntem önerilmektedir. Önerilen yaklaşım, Varış Zamanı Farkı (TDOA) ve Varış Frekansı Farkı (FDOA) yöntemlerini hibrit biçimde birleştirerek ses kaynağının hem konumunun hem de hız vektörünün yüksek doğrulukla kestirimini amaçlamaktadır. Çalışmada öncelikle akustik kaynak konum kestirimi sistemlerinde kullanılan TDOA, FDOA, MUSIC ve ESPRIT gibi yöntemlerin kuramsal temelleri özetlenmiştir. Ardından, farklı mikrofon dizilimi geometrileri ve farklı kaynak hareket modelleri için MATLAB ortamında simülasyon senaryoları tasarlanmıştır. TDOA değerleri faz dönüşümlü genelleştirilmiş çapraz korelasyon (GCC-PHAT) tabanlı zaman gecikmesi kestirimi ile, FDOA değerleri ise Doppler kaymasına dayalı varış frekans farkı analizi ile elde edilmiştir. Elde edilen ölçümler, en küçük kareler (Least Squares) temelli bir birleşik denklem sistemi içinde birleştirilerek hibrit TDOA-FDOA konum ve hız kestirimcisi oluşturulmuştur. Simülasyonlarda, farklı SNR seviyeleri, mikrofon sayıları ve dizilim geometrileri altında TDOA, FDOA ve hibrit yöntemlerinin performansları; konum ve hız kestirimi için RMSE ve yüzde hata ölçütleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, TDOA yönteminin görece düşük karmaşıklıkla iyi bir konum kestirimi sunduğunu, FDOA yönteminin ise hareketli ve özellikle ivmelenen kaynaklarda hız bileşenlerini belirlemede avantaj sağladığını göstermektedir. Bununla birlikte, önerilen hibrit yaklaşım, konum ve hız bilgilerini birlikte ele alarak, farklı senaryolar altında konum ve hız kestirim performansı açısından incelenmiş ve gürültü koşullarına duyarlılığı ortaya konmuştur. Ayrıca, geliştirilen MATLAB simülasyonları ve görselleştirmeler, mühendislik öğrencileri için eğitsel bir araç olarak tasarlanmış; Sayısal İşaret İşleme ve benzeri derslerde kullanılabilecek sanal laboratuvar niteliğinde bir ortam sağlamıştır.