캡스톤 설계 프로젝트 9 주차 8 조 이종원 박준도 조성건 황성수 박현욱

Ⅰ. 9 주차 활동 내역 Ⅱ. 파트별 조사내용 Ⅲ. 앞으로의 계획 1. 영상처리 2. 제어 3. 구동 4. 센서 5. 통신 목 차

Ⅰ. 9 주차 활동내역 매일 오후 6 시 실험실 -> 설계, 제작, 회의 10 월 12 일 3 시 최용훈 교수님과 아이디어 회의 조원 회의 내용 => 파트별로 각자 조사 영상처리부 : 황성수 구동부 : 이종원 제어부 : 박준도 통신부 : 박현욱 센서부 : 조성건

Ⅱ. 파트별 조사내용 1. 영상처리 표적의 중심에 카메라가 장착된 로봇의 중심을 맞추어 가는 방법 개발환경 : 비주얼 C++

Young 의 이론 영상의 컬러표현은 1802 년 Tomas Young 의 이론에 기반을 두고 있다. 어떤 컬러는 세가지 기본컬러 C1,C2,C3 를 적당 비율 a, b, c 로 더하여 만들어 진다는 사실을 주장. 사람의 눈의 색인지 구조와 일 치하는 것으로 밝혀짐. C=aC1+bC2+cC3

색상모델 (RGB) RGB 모델은 개인용 pc 앞에 놓여있는 컬러 CRT 모니터와 컴퓨터 그래픽스에서 사용하 는 직각 좌표계이다. RGB 는 빛의 3 원색이며 R,G,B 를 적당히 첨 가하여 원하는 색을 만들어 낼 수 있다. (0,0,0)-> 검은색 (1,1,1)-> 흰색 (1,0,0)-> 빨강색

색상 구별 알고리즘 ( 초기화 ) 1)capCreateCaptureWindow 2)capSetCallbackOnFrame: 캡쳐 윈도우가 영상프레임을 캡쳐할 때 콜백 함수 호출 3)capDriverConnect: 캡쳐 윈도우를 캡쳐 드라이버에 연결 4)capGetVideoFormat: 현재 사용중인 비디 오 포멧의 정보를 가져온다.

색상 구별 알고리즘 ( 초기화 ) 5)capSetVideoFormat: 캡쳐될 비디오 데이 터의 형식을 설정 6)capPreviewRate: 주어진 프레임 속도로 프레임을 캡쳐하고 화면에 뿌려주는 기능 을 설정 7)capOverlay: 비디오 오버 레이 사용여부 결정 8)capPreview: 프리뷰모드 동작여부 결정 캡쳐 윈도우 내 화면에 출력

콜백 함수 ( 구체적인 색 구별 ) 1) 영상 처리된 결과 이미지를 입력 크기 맞 게 메모리를 할당하여 배열에 저장 2) 영상처리를 위해 변수를 영상크기 만큼 결정 3) 화상카메라의 입력 데이터 중 R 값만 두 고 G,B 값을 제거 4) 영상 이치화 조명의 영향 제거 5) 물체의 중심점을 구하기

물체 중심 구하기 이치화된 영상의 중심 값을 얻기 위해 버퍼 에서 이치화된 모든 픽셀 좌표 값을 더해 픽셀 수 만큼 나누어 준다. 중심좌표를 모터 구동 부와 연결시켜 처리 하기 위해 배열에 저장.

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2. 구동부 스텝모터의 사용 이유 펄스에 의해 디지털적으로 제어하는 것이 가능. 가장 큰 이유는 제 어가 단순해지기 때문이다. 입력 펄스에 비례하여 순차적으 로 고 정밀한 제어가 가능하기 때문에 사용하게 되었다. 회 전 속도에 있어서도 스테핑 모터에 부여하는 펄스 레이트에 비례하므로 임의로 제어하기 쉽다. DC 모터나 서보모터의 경우 피드백에 의한 폐루프 제어를 해야 구동의 정밀도를 보장받 을 수 있다.

장점 : 총 회전각은 입력 펄스 수의 총 수에 비례, 회전 자의 오차는 스텝마다 누적되지 않는다. 스테핑 모터 의 위치 결정은 모터 내부에 고정자 (Stator) 와 회전자 (Rotor) 의 측이 대면하고, 자기 저항이 가장 작아지는 점에서 움직인다. 정지시 큰 유지토크, 저속 구동시 큰 토크가 발생한다. 단점 : 고속 구동시 탈조하기 쉽다. 특정한 주파수에서 는 진동, 공진 현상이 발생하기 쉽고, 관성이 있는 부하 에 약하다. 펄스의 주파수가 상승함에 따라 토크가 저하 된다.

3. 컨트롤러  영상처리 제어를 위한 컨트롤러 사용  ATMEGA 128  가격 : 약 원  max232 내장으로 usart 통신이 가능

ATMEGA 128  고성능 저 전압의 AVR 8 비트 컨트롤러  향상된 RISC 구조  비 휘발성 프로그램과 데이터 메모리  4K Byte 내장형 SRAM

4. 통신부 근거리 무선통신 일정거리 안에서 선없이 정보를 주고 받는것 중요한 요건은 저가격, 낮은 소비전력, 신뢰성 적외선방식 (IR) 과 고주파방식 (RF) 으로 나뉜다

적외선방식과 고주파방식 IR ( 적외선방식 ) – 적외선을 이용한 통신. – 통신모듈이 가까운 거리의 마주보는 방향에서만 작 동 – 대표적인 예로 IrDA (Infared Data Association) RF ( 고주파방식 ) – 전파를 이용한 통신. 전방향성으로 작동할 뿐만 아니 라 벽과 같은 장애물이 놓여 있다고 해도 문제가 안 됨 – 대표적으로 Bluetooth, Zigbee 가 있다.

ZigBee 저전력 ( 배터리 하나로 1 년이상 작동가능 ) 저가격 ( 칩 하나에 1$ 정도 ) 저속 (250Kbps) 크기가 매우 작다. 소프트웨어가 작다. 개발이 쉽다.

5. 바코드 스캐너 바코드 스캐너  무선이나 고정식 스캐너의 경우 비용상의 문제로 결국 유선식 핸드 스캐너를 뜯어서 사용  예상 구입가 : 약 7 만원 판매 재고 관리 프로그램  도서관의 협찬이 불가능할 경우 엑셀을 이용하거나 재고 관리 프로그램을 변 형시켜 사용

바코드의 작동원리 바코드를 보면 흰색 바탕에 굵고 가는 검은색 막대로 구성되어 있는 데, 이 막대들은 2 진수 0 과 1 을 나타내며 막대들의 배열은 0 에서 9 까 지의 10 진수를 나타낸다. 결국 바코드 밑에 써있는 숫자들을 굵고 가는 막대로 표시한 것인데 컴퓨터는 우리가 쓰는 숫자를 인식하기에는 어려움이 있기 때문에 바코드를 써서 2 진수로 인식할 수 있게 만든 것이다. 바코드에 있는 정보를 읽기 위해선 스캐너를 사용하는데, 바코드의 검은 막대 부분은 빛을 흡수하여 적은 양의 빛을 반사하고 반대로 검 은 막대사이의 하얀 부분은 많은 양의 빛을 반사한다. 반사된 빛의 양의 차이는 스캐너 안에 있는 아날로그 - 디지털 변환기 를 통과하면서 빛의 강약에 따라 전기적인 신호로 바뀌고, 이렇게 바 뀐 신호는 0 과 1 로 컴퓨터로 입력되어 우리가 알아 볼 수 있는 문자 및 숫자로 나타나게 된다.

Ⅲ. 앞으로의 계획 홈페이지 관리 예산 확정 및 제품구입 5 주차 제안서 발표를 위한 준비

이상으로 발표를 마치겠습니다. 감사합니다.