محمدهادي شهرابي فراهاني

Design an‎d construction of a single-axis image object tracker using a mobile phone

در سال‌هاي اخير، پيشرفت در حوزه‌ي بينايي ماشين و سامانه‌هاي تعقيب خودكار منجر به توسعه‌ي سيستم‌هايي شده است كه قادرند اشياي متحرك را در لحظه تشخيص داده و موقعيت آن‌ها را دنبال كنند. يكي از كاربردهاي مهم اين فناوري، ردياب‌هاي تصويري مبتني بر حركت موتوري (Motion Tracking) است كه در تجهيزات تصويربرداري، پهپادها و سامانه‌هاي هوشمند ديده مي‌شود. پروژه‌ي حاضر با هدف طراحي و ساخت يك ردياب تصويري تك‌محوره با استفاده از تلفن همراه به عنوان منبع تصوير انجام شده است. در اين سيستم، دوربين موبايل تصوير محيط را به‌صورت زنده به رايانه ارسال مي‌كند، نرم‌افزار پايتون با كمك كتابخانه‌ي OpenCV رنگ جسم هدف را شناسايي و مركز آن را در قاب تصوير تعيين مي‌نمايد. سپس با محاسبه‌ي اختلاف موقعيت جسم نسبت به مركز تصوير، زاويه‌ي مورد نياز براي تصحيح موقعيت به برد ESP8266 از طريق ارتباط UDP ارسال مي‌شود. برد ESP8266 زاويه‌ي دريافتي را با استفاده از يك الگوريتم كنترلي (PID) به فرمان حركتي موتور تبديل مي‌كند تا جسم همواره در مركز تصوير باقي بماند. اين فرآيند به صورت بلادرنگ اجرا شده و موجب ايجاد يك حلقه‌ي بسته‌ي هوشمند بين بخش بينايي و بخش مكانيكي سيستم مي‌شود. در اين پروژه ضمن تحليل كامل بخش نرم‌افزاري و سخت‌افزاري، چالش‌هاي موجود مانند نوسان زاويه، تاخير ارتباطي، و كاليبراسيون ميدان ديد (FOV) بررسي و رفع شده است. در نهايت، نتايج نشان مي‌دهد كه سيستم طراحي‌شده قادر است جسم را با دقت زاويه‌اي كمتر از ±1 درجه در مركز تصوير نگه دارد.

ردياب تصويري , تك محوره