Demonstraatio interaktiivisesta älykamerajärjestelmästä
Haapakoski, Markus (2015)
Haapakoski, Markus
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201501091118
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201501091118
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli rakentaa interaktiivinen konenäköjärjestelmä, jossa käytettäisiin hyväksi älykameraa ja servomoottoreita. Valmiin järjestelmän tarkoitus oli demonstroida älykamerakuvaamiseen perustuvaa, servomoottoreilla toteutettavaa liikkeenohjausta tasolla, jolla älykameran seuraamaa kuulaa liikutetaan.
Työn pohjana käytettiin puista labyrinttipeliä, johon suunniteltiin tasojen mekaaninen toiminta uudelleen servomoottoreita ajatellen. Tämä vaati mekaanista suunnittelua ja osien piirtämistä 3d-tulostusta varten. Kaikkien osien oli toimittava saumattomasti keskenään mahdollisimman tarkan ja kestävän lopputuloksen saavuttamiseksi.
Pohjan oltua kunnossa voitiin siirtyä suunnittelemaan konenäköjärjestelmää. Työssä käytettiin älykameraa ja siihen sopivaa optiikkaa. Kameraksi valittiin Cognex In-sight 5605, joten ohjelmistoksi määrittyi Cognex In-sight Explorer, jolla Cognexin älykamerat ohjelmoidaan. Valaistukseksi todettiin sopivan laboratorion loisteputket. Tämän jälkeen luotiin ohjelma, joka tutki metallisen kuulan asemaa suhteessa kohdeasemaan. Luotiin myös käyttöliittymä, jonka avulla käyttäjä voi itse määrittää kohdeaseman.
Konenäön analysointiohjelmisto lähetti sijaintitiedot servo-ohjaimeksi valitulle Arduino-mikrokontrollerille. Arduinoon taas ohjelmoitiin PID-algoritmi, joka laski asennot, joihin servomoottorit tuli ajaa kohdeaseman saavuttamiseksi.
Valmiissa järjestelmässä käyttäjä voi tietokoneella olevan käyttöliittymän avulla määrittää sijainnin, johon hän haluaa kuulan liikkuvan. Kuulan liikkuessa älykamera kertoo kuulan sijainnin suhteessa kohdepisteeseen ja lähettää tiedon servomoottoreita ohjaavalle virtapiirille, joka taas ohjaa labyrintin tasoja kallistavia servomoottoreita. Servomoottoreille lasketaan jokaisessa tilanteessa sopivin asento, jotta kuula saavuttaisi kohdepisteensä tasolla.
Työn pohjana käytettiin puista labyrinttipeliä, johon suunniteltiin tasojen mekaaninen toiminta uudelleen servomoottoreita ajatellen. Tämä vaati mekaanista suunnittelua ja osien piirtämistä 3d-tulostusta varten. Kaikkien osien oli toimittava saumattomasti keskenään mahdollisimman tarkan ja kestävän lopputuloksen saavuttamiseksi.
Pohjan oltua kunnossa voitiin siirtyä suunnittelemaan konenäköjärjestelmää. Työssä käytettiin älykameraa ja siihen sopivaa optiikkaa. Kameraksi valittiin Cognex In-sight 5605, joten ohjelmistoksi määrittyi Cognex In-sight Explorer, jolla Cognexin älykamerat ohjelmoidaan. Valaistukseksi todettiin sopivan laboratorion loisteputket. Tämän jälkeen luotiin ohjelma, joka tutki metallisen kuulan asemaa suhteessa kohdeasemaan. Luotiin myös käyttöliittymä, jonka avulla käyttäjä voi itse määrittää kohdeaseman.
Konenäön analysointiohjelmisto lähetti sijaintitiedot servo-ohjaimeksi valitulle Arduino-mikrokontrollerille. Arduinoon taas ohjelmoitiin PID-algoritmi, joka laski asennot, joihin servomoottorit tuli ajaa kohdeaseman saavuttamiseksi.
Valmiissa järjestelmässä käyttäjä voi tietokoneella olevan käyttöliittymän avulla määrittää sijainnin, johon hän haluaa kuulan liikkuvan. Kuulan liikkuessa älykamera kertoo kuulan sijainnin suhteessa kohdepisteeseen ja lähettää tiedon servomoottoreita ohjaavalle virtapiirille, joka taas ohjaa labyrintin tasoja kallistavia servomoottoreita. Servomoottoreille lasketaan jokaisessa tilanteessa sopivin asento, jotta kuula saavuttaisi kohdepisteensä tasolla.