CTS BLACK (Color Tracking Sensor BLACK)

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1 CTS BLACK (Color Tracking Sensor BLACK)
User Manual CTS BLACK (Color Tracking Sensor BLACK) User Manual Rev 1.0

2 CTS BLACK Release Information Date Change 2010.01.23 First Release
CTS Black User Manual Release Information Date Change First Release CTS BLACK Feedback on this document Feedback on this document

3 CTS BLACK CONTENTS 제품 소개 1.1 제품의 구성 1.2 개발 PC 최소 사양 1.3 제품사양 1.4 제품 특징
CTS Black User Manual CONTENTS 제품 소개 1.1 제품의 구성 1.2 개발 PC 최소 사양 1.3 제품사양 1.4 제품 특징 1.5 동작 방식 1.6 제품 응용 분야 1.7 CTS BLACK HARDWARE 설명 개발환경 구축 2.1 개발환경 구축 개요 2.2 CTS BLACK USB Driver 설치 2.3 CTS STUDIO V2 설치 CTS BLACK 사용방법 3.1 사용방법 개요 3.2 CTS STUDIO V2 사용방법 3.3 PROTOCOL 설명

4 CTS BLACK 1. 제품 소개 1.1 제품의 구성 1.2 개발 PC 최소 사양 CTS Black User Manual
1.1 제품의 구성 CTS BLACK 제품은 아래와 같이 구성되어 있다. DRC Camera Module 1개 USB Cable 1개 Power & Serial Cable 1개 CTS BLACK DRC Camera Module 1EA USB Cable 1EA Power & serial cable 1EA 1.2 개발 PC 최소 사양 지원 OS : Windows XP, Windows VISTA CPU : 펜티엄 4이상 메모리 : HDD GB 이상 RAM 256MB 이상

5 CTS BLACK 항목 사양 1.3 제품 사양 USB USB 1.1 (Full Speed) UART
CTS Black User Manual 1.3 제품 사양 항목 사양 USB USB 1.1 (Full Speed) UART 1ch (2400bps ~ bps지원) – CMOS AND RS232 CAMERA CMOS(30pfs at VGA) Image Area 240 X 180 Frame Rate 30fps Input Voltage 5V ~ 9V SIZE 43.6mm X 33.9mm SW VARRAM CTS STUDIO V2 제공 AVR 기반 응용예제 firmware 제공 CTS BLACK Package Drawing 43.6 mm 33.9 mm 3 mm

6 CTS BLACK 1.4 제품 특징 CTS Black User Manual
1.4 제품 특징 CTS BLACK (Color Tracking Sensor BLACK) 은 고성능 컴퓨터에서나 가능했던 영상처리를 저전력 소형화된 임베디드인 CTS BLACK 에서 스스로 처리하는 고성능 영상처리 센서입니다. 최대 10종류의 색상추출을 동시 추적 가능하며,사용자는 UART 통신으로 색상정보와 위치데이터를 처리할 수 있으며 이로 인하여 영상처리에 대한 부담이 없어지고 다양한 보드와 결합하여 다양한 응용이 가능한 영상처리 센서입니다. <우수한 성능> 20~30frame/s의 속도로 영상처리 후 데이터 전송 동시 추적 :100대 <소형와> 43mmX34mm의 크기로써 2족 보행로봇 및 소형 제품에까지 적용 가능 CTS BLACK <사용의 편리함> 간단한 PC PROGRAM을 이용하여 SETTING작업 후 바로 사용가능 가장 기본 통신인 SERIAL통신 선택 <다양한 응용분야> 기존 센서 없이 COLOR의 정보를 이용하여 TRACKING 및 FOLLOWING 기능이 가능. <저렴한 가격> 현재 외국의 제품과 성능대비 최고의 가격.(국내 없음)

7 CTS BLACK 1.5 동작 방식 1단계 2단계 CTS Black User Manual
1.5 동작 방식 1단계 : 제공되는 PC Program인 CTS STUDIO V2 를 이용하여 추적 하고자 하는 물체를 설정(색상, 줌, 밝기, 객체 최소픽셀, 제어기와의 통신속도)하고 CTS BLACK 으로 설정 값을 DOWNLOAD합니다. 다운로드 -> CAMERA disconnect -> USB분리 -> STAND ALONE동작 2단계 : SETTING된 값에 의해 영상처리를 하며, 사용자 제어기에서 필요한 정보 (위치,사이 즈, 색상정보) 를 RS232통신으로 요청하면 사용자 제어기로 요청한 정보(위치,사이 즈, 색상정보)를 RS232통신으로 전달해 줍니다. 1단계 USB통신을 이용하여 - 색상 Zoom Bright Min area 통신속도 등을 SETTING CTS BLACK USB통신을 이용하여 240X180영상전송 MAX : 30frame/sec 2단계 SETTING한 속도로 요청한 위치, 사이즈, 색상정보 등을 전송 위치, 사이즈, 색상정보 등의 필요한 정보를 요청 AVR 및 UART가 지원하는 모든 MCU연결 가능 입력된 PROTOCOL 을 이용하여 로봇 및 기타 기능의 제품 개발 가능

8 CTS BLACK -다양한 응용 가능 1.6 제품 응용 분야 CTS Black User Manual
1.6 제품 응용 분야 CTS BLACK 은 로봇 솔루션을 비록 하여 칼라 추출로 이용할 수 있는 여러 분야에 적용 가능하다. 완구용 로봇 개발 영상을 이용한 모바일 응용 2족 보행 로봇 컬러 트레킹 응용 특성화된 교육용 제품개발 응용 물체 추적 로봇의 개발 교육용 로봇 개발 CTS BLACK -다양한 응용 가능

9 CTS BLACK Front Rear 1.7 CTS HARDWARE 설명 LEFT LED(RED) RIGHT LED(RED)
CTS Black User Manual 1.7 CTS HARDWARE 설명 Front LEFT LED(RED) RIGHT LED(RED) USB CONNECTOR CAMERA CTS BLACK Rear Power & Serial Connector POWER LED(RED) 3Ø 볼트 사용 (로봇 및 응용제품과 결합)

10 CTS BLACK 2. 개발환경 구축 2.1 개발환경 구축 개요 CTS Black User Manual
2.1 개발환경 구축 개요 CTS BLACK 을 사용하기 위해서는 아래 그림과 같이 PC와 CTS BLACK 간의 개발 환경을 설정해 주어야 한다.기본적으로 두 가지 정도만 설정해 주면 된다. 첫째 , CTS STUDIO V2 GUI PROGRAM 설치 둘째 , CTS BLACK USB Driver 설치 이와 같은 설정은 PC가 바뀌지 않는 한 한번만 해주면 된다. 1. CTS BLACK 을 SETTING하기 위하여 CTS STUDIO V2 를 설치 하여야 한다. CTS BLACK USB통신으로 PC와 연결 2. CTS BLACK 과 PC는 USB로 연결된다. 따라서 PC에 CTS BLACK 전용 USB Driver 를 설치 해 주어야 한다.

11 CTS BLACK 2. 개발환경 구축 2.2 CTS BLACK USB Driver 설치 CTS Black User Manual
의 고객센터 -> 자료실 -> CTS BLACK 에서 “ [자료실] 1 “ 를 다운받아 파일의 압축을 푼다. (2) 그 다음 의 고객센터 -> 자료실 -> CTS BLACK 에서 “ [미디어] 1 “ 의 동영상을 참조하여 USB Driver 설치 과정을 진행한다. (3) USB Driver 설치가 끝나고 Power&Serial Cable 을 탈거 하였다가 다시 끼우면 장치 관리자에 USB Driver가 잡히는 것을 확인 할 수 있다. CTS BLACK (4) 위의 과정이 끝났다면 제품을 사용 또는 작동할 준비가 된 것이다. ※ 위의 과정에서 주의할 점은 CTS BLACK 은 항상 인가 전압이 5V ~ 9V 이어야 하며 그 이상이 되어서는 안 된다. 과전압으로 인한 제품 손상이 있을 경우 당사에 A/S 를 요청 바란다.

12 CTS BLACK 2. 개발환경 구축 ※ Power & Serial Cable 의 Pin 구성
CTS Black User Manual 2. 개발환경 구축 2.2 CTS BLACK USB Driver 설치 ※ Power & Serial Cable 의 Pin 구성 DRC Robot Platform 과 사용시에 연결 Pin 은 power : 1번, 7번 이며 Serial : 4번, 5번 이다. CTS BLACK 7 1 Pin # Signal Name Signal Description 1 VCC Input Voltage : 5V~9V 2 TX Cmos level Transmit Data 3 RX Cmos level Receive Data 4 232_TXD 232 level Transmit Data 5 232_RXD 232 level Receive Data 6 N.C Not Connect 7 GND Voltage Ground * N.C : NOT CONNECT

13 CTS BLACK 2. 개발환경 구축 2.3 CTS STUDIO V2 설치 CTS Black User Manual
의 고객센터 -> 자료실 -> CTS BLACK 에서 “ [자료실] 2 “ 를 다운받아 파일의 압축을 푼다. (2) 그 다음 의 고객센터 -> 자료실 -> CTS BLACK 에서 “ [미디어] 2 “ 의 동영상을 참조하여 CTS STUDIO V2 설치 과정을 진행한다. (3) 참고로 CTS STUDIO V2 프로그램을 실행시키면 아래와 같은 창이 생성된다. CTS BLACK

14 CTS BLACK 3. 사용방법 3.1 사용방법 개요 1. CTS STUDIO V2를 왜 사용하는가?
CTS Black User Manual 3. 사용방법 3.1 사용방법 개요 1. CTS STUDIO V2를 왜 사용하는가? 사람은 오감을 통하여 물체를 인식하게 된다. 기계도 이와 같은 기능이 있어야 물체를 인식하게 된다. 이 부분들을 해결해 주는 것이 여러종류의 센서이다. CTS BLACK 은 오감중 시각을 이용했다고 보면 된다. 그러나 시각이라 하더라도 물체를 판별하기 위해서는 사전에 그 물체에 대하여 알고 있어야 한다. CTS STUDIO V2 의 기능이 바로 물체를 판별함에 있어 그 물체의 정보를 미리 CTS BLACK 으로 학습시켜주는 역할을 하는 것이다. CTS BLACK 2. PROTOCOL은 무엇이며, 왜 사용하는가? PROTOCOL은 서로간의 약속된 정보라고 이해하면 되겠다. 예로 친구가 좋은 일을 했을 때 박수를 치게 된다. 이때 박수의 의미는 ‘잘했다’라는 뜻이다. 이것을 모르는 이는 없다. 바로 박수라는 것이 서로간에 약속된 정보인 것이다. 서로간에 의미를 알고 있기에 가능 한 일이다. 즉, 센서에서 제어기로 DATA를 전달 한다고 보자. 그 방법은 여러 가지가 있다. 하지만, 약속을 통하여 전달 한다면, 제어기에서도 이해가 가능하게 된다. 이 때문에 PROTOCOL이란 것을 정의하고 사용하는 것이다. 그럼 PROTOCOL에는 물체의 정보를 준다지만 어떤 것이 정의 되어 있을까? 바로 물체를 동작 할 수 있도록 물체의 색상, 위치, 사이즈로 구성되어있다. 3. 그럼 CTS BLACK 은 어떻게 구동하는가? 1. TARGET을 CTS STUDIO V2 로 교육을 시킨다. 2. CTS BLACK 은 교육 받은 정보를 바탕으로 화면을 분석하여, 교육받은 TARGET 을 찾게 된다. 3. 물체가 화면상에 감지 되었다면 USER(제어기)에서 CTS BLACK 에게 RS-232 통신으로 정의된 PROTOCOL 에 맞게 원하는 정보를 요청할 경우 다시 정의된 PROTOCOL을 이용 하여 USER(제어기)에게 요청한 해당 정보를 전달하게 된다. 4. CTS BLACK 을 OFF->ON시 USB CONNECTOR가 연결 되어 있지않다면, 이전에 교육받 은 정보를 이용하여 동작 (STAND ALONE MODE또는 고속 트랙킹 모드라고 한다)

15 CTS BLACK 3. 사용방법 3.2 CTS STUDIO V2 사용방법 CTS Black User Manual
의 고객센터 -> 자료실 -> CTS BLACK 에서 “ [자료실] 2 “ 를 다운받아 파일의 압축을 푼다. ( 앞에 “ 2.3 CTS STUDIO V2 설치 “ 과정에서 “ [자료실]2 “ 의 자료를 다운받았을 경우 받을 필요 없음) (2) 그 다음 의 고객센터 -> 자료실 -> CTS BLACK 에서 “ [미디어] 3 “ 의 동영상을 참조하여 CTS STUDIO V2 사용방법을 확인한다. (3) 참고로 아래는 CTS STUDIO V2 의 동작사진 입니다. CTS BLACK 240 (0,0) 180 (240,180)

16 3. 사용방법 3.3 PROTOCOL 설명 CTS Black User Manual www.varram.com
CTS BLACK의 경우 2가지 형태의 PROTOCOL을 제공한다. 1. PROTOCOL V1 : 기존 CTS V1에서 PROTOCOL (물체 감지 시 자동 출력) 2. PROTOCOL V2 : 사용자 요청에 의한 필요 DATA 출력 PROTOCOL은 UART를 통하여 1번과 2번을 선택적으로 사용할 수 있다.(default : 2번 Protocol V2) 기본 통신은 1BYTE통신으로 이루어 지며 Decimal 값으로 이루어진다. 아래에서 PROTOCOL의 설명을 참조 바란다. < 100의 자리가 0일 경우 (0~99) : CTS의 기능 설정>

17 PROTOCOL V2 CTS Black User Manual www.varram.com 최초 사용시 설정된 값
- PROTOCOL 형식 : PROTOCOL V2 (CTS BLACK의 신규 PROTOCOL) - 우선순위 : 큰 사이즈 - ZOOM : 0 - MIN AREA : 255pixel - BAUDRATE : bps ZOOM,AREA, BAUDRATE 의 경우 CTS STUDIO V2 에서도 설정이 가능하다. 아래의 설명은 PROTOCOL V2의 설명이다.(PROTOCOL V1은 다음에 설명됨) PROTOCOL V2 *1로 설정됨과 동시에 설정된 값의 물체가 있다면 PROTOCOL V1 이 출력된다. * MIN AREA은 추적 최소 Pixel이다. 즉 설정 값 이하로 감지된 물체의 크기는 추적에서 제외된다. 모든 설정은 설정과 동시에 저장되어 다음 STANDALONE동작 시 자동으로 설정을 따라가게 된다.

18 CTS Black User Manual www.varram.com
설정이 PROTOCOL V2로 설정이 되었다면 아래와 같은 명령으로 물체의 정보를 요청할 수 있다. 단, CTS STUDIO V2를 통하여 색상 별 YUV값을 다운로드 한 이후 아래의 값들을 받을 수 있다.

19 PROTOCOL V1 CTS Black User Manual www.varram.com
SENSOR 설정 부분에서 018로 설정 하였다면 PROTOCOL V1으로 SENSOR가 변경 된다. 이때의 PROTOCOL은 PROTOCOL V2와 달리 ASCII 값으로 전달된다. 각 객체당 15byte의 정보를 갖게 된다. 여러 색상을 동시에 적용 시 출력 순서의 우선순위는 물체의 크기로 고정된다. SENSOR설정의 우선순위와 상관없이 화면상 가장 큰 객체부터 전달되게 된다. HEADER 총 추적 객체 수 첫 번째 객체정보 두 번째 객체정보 세 번째 객체정보… V (1byte) 1~9 (1byte) (15byte) 첫 번째 : HEADER ‘V’를 전송 (1BYTE) 두 번째 : 화면상 감지된 TARGET의 총수 (1BYTE) 세 번째 : 화면상 감지된 첫 번째 TARGET에 대한 정보 (15BYTE) 네 번째 : 화면상 감지된 두 번째 TARGET에 대한 정보 (15BYTE) . 주의 : 화면상 1개의 TARGET만 존재 한다면 세 번째 까지 PROTOCOL이 구성 되고 , HEADER부터 다시 반복해서 전달된다. 즉, 두 번째 TARGET 총 수(9개 MAX)에 따라 객체 정보의 수가 변화게 되는 것이다.

20 DATA VALUE : ASCII CTS Black User Manual www.varram.com ‘V’ TARGET NUM
HEADER 총 추적 객체 수 첫 번째 객체정보 두 번째 객체정보 세 번째 객체정보… V (1byte) 1~9 (1byte) (15byte) BYTE 0 BYTE 1 ‘V’ ALL TARGET NUM BYTE 2 BYTE 3 BYTE 4 TARGET NUM TARGET COLOR TEGET SHAPE BYTE 5~10 TARGET X,Y POSITION BYTE 11~15 TARGET X,Y SIZE TARGET NUM 1~8 (1byte) 해당 객체의 순번 (사이즈에 의해 우선권) TARGET COLOR 0~9 (1byte) CTS STUDIO V2에서 설정한 칼라 번호 (0=10번째 COLOR) TARGET SHAPE 0~3 (1byte) 객체 모양 - (현재 미 적용 0으로 고정) TARGET X-POSITION 0~2 (1byte) 객체 X축 위치 표시 : 100의 자리값 객체 X축 위치 표시 : 10의 자리값 객체 X축 위치 표시 : 1의 자리값 TARGET Y-POSITION 0~1 (1byte) 객체 Y축 위치 표시 : 100의 자리값 객체 Y축 위치 표시 : 10의 자리값 객체 Y축 위치 표시 : 1의 자리값 TARGET X-SIZE 객체 X축 사이즈 표시 : 100의 자리값 객체 X축 사이즈 표시 : 10의 자리값 객체 X축 사이즈 표시 : 1의 자리값 TARGET Y-SIZE 객체 Y축 사이즈 표시 : 100의 자리값 객체 Y축 사이즈 표시 : 10의 자리값 객체 Y축 사이즈 표시 : 1의 자리값

21 PC에서 확인을 위하여 CTS BLACK 과 PC의 SERIAL PORT를 다음과 같이 연결 한다.
CTS Black User Manual 간단한 TEST를 위하여 준비해야 할 사항 - HEX와 ASCII를 모두 볼 수 있는 Serial Program (PROTOCOL V2는 ASCII로 출력됨으로) (하이퍼 터미널의 경우 ASCII가 보편적임으로 PROTOCOL V1을 TEST시 문자가 깨어져서 출력됨으로 주의하기 바란다.) - PC와 CTS BLACK을 연결 하기 위한 SERIAL 통신 케이블 (CONNECT 4,5,7연결) PC의 RS232 Serial Port Pin # Signal Name Signal Description 1 CD Carrier Detect 2 RXD Receive Data 3 TXD Transmit Data 4 DTR Data Terminal Ready 5 GND Signal Ground / Common 6 DSR Data Set Ready 7 RTS Request To Send 8 CTS Clear To Send 9 RI Ring Indicator 2 : RXD 3 : TXD 5 : GND PC에서 확인을 위하여 CTS BLACK 과 PC의 SERIAL PORT를 다음과 같이 연결 한다. 4 : 232_TXD 5 : 232_RXD 7 : GND Pin # Signal Name Signal Description 1 VCC Input Voltage : 5V~9V 2 TX Cmos level Transmit Data 3 RX Cmos level Receive Data 4 232_TXD 232 level Transmit Data 5 232_RXD 232 level Receive Data 6 N.C Not Connect 7 GND Voltage Ground 7 1 CTS BLACK의 CABLE

22 * 위 결과값은 사용자가 설정한 물체에 따라 RETURN값이 틀리다.
CTS Black User Manual < CTS STUDIO V2를 이용하여 YUV 설정 – 설정이 완료 되었다면 Download 버튼으로 Download한다.> Setting Mode에서 PRTOCOL 명령이 적용 되지 않는다. < Debug Mode 버튼을 이용하여 현재 물체 확인> Debug Mode에서 시리얼 통신 을 이용하여 명령을 전달하게 되면 CTS에서는 해당 값을 출력하게 된다. EX) PROTOCOL V2 116(decimal) 또는 74(FEX) 전송  5 (decimal)1byte가 return : 물체의 9등분한 창에서 위치를 요구하여 중앙인 5가 리턴된다. 114(decimal) 또는 72(HEX) 전송  124(decimal) 1byte가 return : 물체의 X축 사이를 요구하여 124(pixel)이라는 정보를 리턴 받게 됨 * 위 결과값은 사용자가 설정한 물체에 따라 RETURN값이 틀리다.

23 물체의 사이즈는 96X87 pixel을 소유한 물체임
CTS Black User Manual < Debug Mode 버튼을 이용하여 현재 물체 확인> EX) PROTOCOL V1 으로 설정 하기 (DECIMAL) 18전송(DECIMAL)(설정완료) 1(1byte가 return) : 프로토콜 형식을 V1으로 설정, PROTOCOL V1이 출력된다. (ASCII) V V … 반복됨 DATA DATA Description V HEADER DATA 1 검출 물체의 총 수 검출 물체의 순번 검출 물체의 색상 번호 미사용 DATA 물체의 중심 X축 위치 100의 자리 값 3 물체의 중심 X축 위치 10의 자리 값 6 물체의 중심 X축 위치 1의 자리 값 물체의 중심 Y축 위치 100의 자리 값 8 물체의 중심 Y축 위치 10의 자리 값 물체의 중심 Y축 위치 1의 자리 값 물체의 X축 사이즈 100의 자리 값 9 물체의 X축 사이즈 10의 자리 값 물체의 X축 사이즈 1의 자리 값 물체의 Y축 사이즈 100의 자리 값 물체의 Y축 사이즈 10의 자리 값 7 물체의 Y축 사이즈 1의 자리 값 해석 1번 색상으로 설정된 물체 1개가 감지 되었음 물체의 위치는 (136,86)에 위치함 물체의 사이즈는 96X87 pixel을 소유한 물체임