[A+받은자료] 임베디드 설계 텀프로젝트 색상추적 모형차

소개글

작성자가 직접 구현한 '색상추적 모형차 설계' 설계보고서, 코딩파일, 하드웨어블록도 입니다.
H/W 부터 S/W까지 직접 구현해낸 텀프로젝트 입니다. (DE1-SoC 보드사용)
임베디드 시스템 설계 및 실습 과목에서 텀프로젝트 A+ 성적을 받았습니다.

목차

1. 설계 목표

2. 설계 시스템의 동작 및 핵심 알고리즘
2.1. 설계 시스템의 동작 요약
2.1.1 색상 검출
2.1.2 조향 및 속도제어
2.1.3 전방 물체 감지
2.2. 핵심 알고리즘 (예)(또는 정성적인 HW 동작 제어 절차 등)
2.2.1 영상에서의 색상 검출 알고리즘
2.2.2 조향 및 속도제어 알고리즘
2.2.3 적외선 센서를 이용한 충돌 방지 알고리즘

3. 설계 규격
3.1. 시스템 블럭도
3.2. 설계 규격
3.3. 성능 규격 설정 과정

4. 설계과정
4.1. 설계에 사용한 HW 컴포넌트
4.1.1. Altera HW IP: JP1
4.1.2. Altera HW IP: VGA_Char_Blender
4.2. 소프트웨어 구조 설계
4.3. 소프트웨어 기반 알고리즘 설계

5. 설계 결과 및 테스트
5.1. 설계 결과
5.2. 성능 평가
5.3. 설계 결과 평가

6. 팀원별 기여 내용

7. 결론

8. 참고문헌

9. 부록 리스트

본문내용

카메라를 통해 얻은 RGB_image를 HSV_image로 변환하고, switch를 통해 설정한 target color의 물체를 검출하여 이를 binary코드로 바꿔 vga를 통해 모니터 화면에 target color의 물체를 출력 및 모형차의 모터와 서보를 제어해 추적하는 프로젝트를 진항하였다.
이때, 모형차의 모터를 통해서는 target color의 물체가 화면 중앙에 위치 할 수 있도록 좌/우를 제어하고, 모형차의 위쪽에 위치시켜 놓은 서보를 통해서는 물체가 화면 중앙에 올 수 있도록 상/하를 제어하였다. target color의 물체가 화면의 중앙에 위치되면, 모형차의 모터를 제어해 추적하도록 design 하였다.
또한, 모형차의 충돌 방지를 위해 target color의 물체를 추적 중, 모형차 앞의 적외선 센서를 통해 물체가 감지되었을 시에는 interrupt를 발생시켜, 모형차의 모터 제어를 통해 물체와의 충돌을 방지하도록 design하였다. target color의 물체가 발견되지 않았을 시에는, 서보를 통해 상/하를 컨트롤하여 target 물체를 감시하도록 하였으며, 모터는 정지시키도록 설계하였다.
설계 내용을 바탕으로 target color의 물체를 추적하는 모형차를 설계하였고 target color는 Red, Green, Yellow 3가지 color로 정하였으며 target color가 화면에 10pixel 이상 검출 되었을 시 이를 추적하도록 디자인 하였다. 3개의 color는 각각 차례로 switch 0, 1, 2번으로 설정 할 수 있게 디자인 하였고, 이는 RGB_image를 HSV_image로의 변환을 통해 각각의 color의 hue, saturation 그리고 bright 범위를 설정하여 검출 할 수 있었다.

참고 자료

Altera, "Video IP Cores for Altera DE-Series Boards"
Altera, "DE1-SoC Computer System with Nios2

압축파일 내 파일목록

source_code.zip
색상추적모형차.pdf
하드웨어 블록도/motor part.jpg
하드웨어 블록도/servo part.jpg