TARIFNAME KARMA GERÇEKLIK SISTEMLERI içiN Üç BOYUTLU YÜZEY HAPTIK ARAYÜZÜ TEKNIK ALAN Bulus konusu ürün karma gerçeklik sistemleri ile entegre çalismak üzere tasarlanmis bir haptik sistemdir. Bu bakimdan artirilmis gerçeklik ile olusturulan görsel ve bu görsel ile uyumlu sanal nesneler tanimlanarak egitim faaliyetlerinin gerçeklestirilmesi alaninda bir çözüm olarak sunulmaktadir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulus konusu sistem esas olarak gerçek dünya ile uyum içerisinde çalismak için düzenlenmis bir haptik ile bir görüntü Ünitesi ve bu sayede yüzey hisleri vererek üç boyutta çalisiyor hissi olusturan bir düzenek ile ilgilidir. Bulus konusu sistem bunu gerçeklestirmek için esas olarak en az bir takip sistemi, bir görüntü ünitesi, bir haptik sistemi ve bir sunucu içerir. Araç setini tanimasinin ardindan yapilan islemlerde bir üç boyutlu yüzey üzerinde yapilan islemleri yapiyor hissi olusturacak biçimde programlamaya olanak taniyacak bir sistemdir. TEKNIGIN BILINEN DURUMU Karma gerçeklik, gerçek dünya ile sanal dünya objelerinin birlikte, ayni simülasyon ortaminda kullanilmasidir. Gerçeklik ve sanallik birlestirilerek olusturulan simülasyon ortami karma gerçeklik olarak tanimlanmistir. Haptik sistem ile desteklenmis uygulamalar ayni zamanda Görsel-haptik karma gerçeklik (Visuo-Haptic Mixed Reality, VHMR) olarak tanimlanmistir. Arttirilmis gerçeklik teknolojisin ilerlemesi ile birlikte, VHMR üzerine yapilan çalismalar ve projelerin sayisinda ciddi bir artis olmustur. Literatürdeki güncel çalismalara bakildiginda haptik sisteminin egitime olan ciddi katkisi her zaman belirtilmistir. Haptik ile desteklenmis arttirilmis gerçeklik simülasyon ortami olusturularak ideal bir egitim ortami saglanmasi gerekmektedir. Kisinin hem gerçek ortami görsel olarak yasamasi ve ayni zamanda, gerçek fiziksel dokunma hissiyatini beraber yasayarak tamamlanmis simülasyon ortaminin yaratilmasi gerekmektedir. Mekanik sistem ile kullanici etkilesimde, mekanik sistemin üzeri artirilmis gerçeklik gözlükleriyle sentetik objeler ile kaplanmalidir. Bu sayede kullanici gözlükle baktigi zaman, mekanik sistemi degil, simüle edilen ortami görecektir. Haptik sistem ise kuvvet hissiyati uygulayarak gerçek dünyada 0 cisme dokundugunun hissiyatini verecek biçimde tasarlanmalidir. Literatürdeki mevcut çalismalarda halen zorlayici unsur olarak bulunan haptik ile görselin birbirine göre hizalanma hatalari da, bu yöntem ile giderilmis olacaktir. Mevcut çalismalarda karsilasilan Görsel sistem (arttirilmis gerçeklik) ile haptik Iiteratürdeki birçok zorlayici unsura çözüm getirmis olacaktir. iki haptik kolu ile bir sanal gerçeklik ortami saglanmasi amaçlanmis ise de, haptikler üzerinde bir sanal giydirme yapilmadigindan, bulus konusu sistem ile benzer olarak degerlendirilmemistir. de, bu karma gerçeklik sistemi haptik ünitesini lazerler ile kontrol eder. Bu sebeple yaygin kullanim bulamamasi sasirtici olmamistir. Bulus konusu sistem bu konuda farkli bir kontrol yolu önermek Üzere bambaska bir sistem düzenlemesi yaptigindan, benzer olarak degerlendirilmemistir. haptik cihazdan bahsedilse de, araç takibi ve bagli konular yoktur. Örnekte oldugu gibi (sanal klavye) el ile basitçe kontrol edilen düzlemler için hazirlanmis bir düzenekten bahsedilmektedir. Bu sebeple araçlarin takibi, senaryo üzerinde yapacagi degisiklikler, araca göre senaryolarin seçilmesi ve bunlara bagli konulardan söz edilmedigi için benzer olarak degerlendirilmemistir. Zira bahsedilen aparat ile üç boyutlu bir temsil sürecinin yönetilmesi mümkün olmadigindan, bunun için yeni bir aparat konfigürasyonu ve yöntem tasarlanmasi bir zorunluluk haline gelmistir. BULUSUN AYRINTILI AÇIKLAMASI Bulus konusu sistem bir takip sistemi (101), bir artirilmis gerçeklik gözlügü (102) ve en bir haptik sisteminden (103) olusur. Bu üçünün bagli oldugu bir sunucu (100) verilerin alinmasini, islenmesini ve dagitilmasini saglar. Takip sistemi (101) araçlari 6 serbestlik derecesinde takip eder ve aldigi konum ve açi verilerini altili küme olarak sunucuya (100) gönderir. Takip modeli (203) , Bu konum ve açi verileri islenerek Araç'in ucunun sanal nesne üzerindeki izdüsümü hesaplanir. bu izdüsüm noktasi Araç ile sanal nesne arasinda gerçeklesmesi mümkün olan etkilesimin gerçeklesecegi konumdur ve bu konum ile haptik sistem olasi etkilesim durumunda dogru yerde olmasi adina yönlendirilir ve kullanicinin tuttugu araca (100) dogrudan kuvvet hissiyatinin uygulanmasi saglanir. Böylelikle Kullanici (204) 3 boyutlu bir sanal obje ile görsel ve dokunsal olarak etkilesime girmesi saglanmis olur. .Bir yandan da sunucu (100) üzerinde haptik destekli arttirilmis gerçeklik simülasyon ortaminda çalisma prensibi asagidaki basamaklari takip eder; Kullanicinin görsel model ile etkilesime girmek için yaklasir. konum bilgileri (pozisyon ve rotasyon) takip sistemi (101) tarafindan simülasyon yazilimina aktarilir. Simülasyon yazilimina aktarilan bilgiler hem artirilmis gerçeklik gözlügü (102) ne hem de haptik yazilimina (202) aktarilir. haptik yaziliminda (202) iç çevrim, dis çevrim modelleri ve uç efektörü olusmaktadir. Dis çevrim kuvveti uygulanmak istenilen kuvvetin hesaplanmasinda görev almaktadir. Iç çevrim ise hesaplanan bu kuvvetin gerçeklenmesinden sorumludur. Iç çevrim modeli kuvvet/tork sensörü ve hareket sistemini içermektedir. Tork/kuvvet sensörü kullanicinin uyguladigi kuvvet ve tork degerlerini ölçümler. Hareket sistemi ise bir paralel manipülatördür. Iç çevrim modelinin pozisyon referansini izleyerek kullaniciya kuvvet hissiyati vermektedir. hareket sistemi ayni zamanda takip sisteminin (101) bilgilerini kullanarak görsel model disina çikmadan takip etmektedir. Böylelikle ulasilan amaç artirilmis gerçekligin eksik kalan kismi olan kuvvet hissinin kullaniciya verilmesidir. Gerçek ortamin fiziksel olarak da simüle edilmesi etkin bir egitim ortami için çok önemlidir. Kisinin hem gerçek ortami görsel olarak yasamasi ve ayni zamanda, gerçek fiziksel dokunma hissiyatini beraber yasayarak tamamlanmis simülasyon ortaminin yaratilmasi amaçlanmaktadir. Bulus konusu sistem bunlarin yaninda asagidaki faydalari saglar; simülasyon ortami saglamak, olusturulan sanal senaryo ile etkilesime geçilmesini saglamak. Böylece egitimin dogrulugunu ve kalitesini arttirmak. kullanilabilecegi bir simülasyon ortami gelistirmek. simülasyon ortami olusturulmaktadir. Tarifname ekinde verilen çizimlerin açiklamalari söyledir; Çizim 1, bulus konusu ürünün çalisma biçimini ifade etmektedir. Çizim 2, bulus konusu ürünün örnek bir uygulamasini ifade etmektedir. Buna göre bir artirilmis gerçeklik gözlügü ile olusturulmus bir karma gerçeklik ortaminda bir haptik sistemi (103) üzerinde çalisan bir kullanici bir yandan da harici bir ekran üzerinden izlenmektedir. Çizim 3, bulus konusu ürünün çalisma mekanigini ifade etmektedir. Buna göre bir sunucu üzerinde gerçeklestirilen islemler bir haptik sistemi (103), bir sunucu (100), bu sunucu (100) üzerinde çalisan bir haptik yazilimi (202), buna bagli bir karma gerçeklik ünitesi islevi gören artirilmis gerçeklik gözlügü (102) üzerinde çikis olarak verilir. Tarifname ekinde verilen çizimlerde yer alan referans isaretlerinin karsiliklari ise söyledir; 100- sunucu 101- takip sistemi 102- artirilmis gerçeklik gözlügü 103- haptik sistemi 201- artirilmis gerçeklik modeli 202- haptik yazilimi 203- takip modeli 204- kullanici TR TR