سينا فرهنگ دوست

Design an‎d Development of a system for balancing the Ball on the Beam with Image Processing

در اين پروژه، يك سيستم كنترل براي حفظ تعادل يك توپ بر روي يك ميله مستقيم، طراحي و پياده‌سازي شده است. رويكرد اصلي اين پروژه، جايگزيني سنسورهاي فيزيكي متداول (مانند سنسورهاي مادون قرمز يا خازني) با پردازش تصوير به عنوان حسگر اصلي است. در اين سيستم، يك دوربين متصل به لپ‌تاپ، به صورت بيدرنگ از صحنه فيلمبرداري مي‌كند. سپس يك برنامه نوشته شده در زبان پايتون، با بهره‌گيري از كتاب‌خانه‌هاي پردازش تصوير، موقعيت لحظه‌اي توپ و همچنين نقطه Set-Point (نقطه تعادل مطلوب) كه توسط يك برچسب رنگي بر روي ميله مشخص شده است را استخراج مي‌كند. داده‌هاي موقعيت‌يابي شده، از طريق ارتباط سريال براي يك برد آردوينو ارسال مي‌گردند. كنترلر تعبيه شده روي آردوينو، با دريافت اين داده‌ها و اعمال يك الگوريتم كنترلي PID ، خطاي موقعيت توپ را محاسبه كرده و سيگنال كنترلي مناسب را به يك سروو موتور ارسال مي‌نمايد. حركت سروو موتور باعث تغيير زاويه ميله شده و توپ را به سمت نقطه تعادل مطلوب هدايت مي‌كند. نتايج عملي پياده‌سازي سيستم، نشان‌دهنده عملكرد پايدار و دقيق آن در حفظ تعادل توپ بر روي ميله در شرايط مختلف است. اين پروژه به خوبي توانايي استفاده از پردازش تصوير به عنوان يك حسگر قدرتمند، كم‌هزينه و انعطاف‌پذير در سيستم‌هاي كنترل حلقه بسته را به نمايش مي‌گذارد.

كنترل تعادل توپ و ميله، پردازش تصوير، پايتون، آردوينو، كنترل كننده PID، سروو موتور، كنترل بيدرنگ، بينايي ماشين، ارتباط سريال