Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
PHẦN 3: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT CAMERA VÀ THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG

PHẦN 3: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT CAMERA VÀ THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 3. 3: Hình ảnh khi nhìn từ phía trên



 Lắp đặt các thiết bị trên mơ hình thực tế



- 39 -



Hình 3. 4: Sơ đồ bơ trí tổng qt

-



Để có thể lấy được hình ảnh và tính tốn khoảng cách chính xác, cũng



như hiển thị lên LCD dễ quan sát thì ta chọn cách bố trí camera, cảm biến siêu

âm như hình bên.

-



Ngồi ra việc bố trí các thiết bị như vậy là để tiết kiệm được không gian



trên xe, và công việc kiểm tra hư hỏng được thuận tiện



- 40 -



Hình 3. 5: Lắp đặt camera và cảm biến siêu âm



- 41 -



Hình 3. 6: Kết nối vi điều khiển với cổng giao tiếp UART

3.2. ĐO KHOẢNG CÁCH VẬT CẢN

Ta dùng cảm biến siêu âm tạo ra sóng âm thanh và được xử lý qua vi điều

khiển, sau đó hiện khoảng cách lên LCD và giao diện LabVIEW



 Chương trình của ta có:

-



Đầu vào: Cảm biến siêu âm SRF-05



-



Khối xử lý: Vi điều khiển ATmega 16



-



Đầu ra: LCD và giao diện LabVIEW



3.2.1. Thiết kế board mạch:



- 42 -



Vi điều khiển Atmega 16:



Hình 3. 7: Sơ đồ chân của Atmega 16

 Atmega16 với kiến trúc RISC có chỉ tiêu chất lượng cao và tiêu thụ

năng lượng ít:

-



131 lệnh hầu hết được thực hiện trong một chu kỳ xung nhịp.



-



32x8 thanh ghi làm việc đa năng.



-



Tốc độ xử lý lệnh lên đến 16 triệu lệnh/giây ở tần số 16MHz.



 Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình khơng tự mất dữ liệu:

-



16K byte bộ nhớ Flash lập trình được ngay trên hệ thống, có thể ghi xố



10000 lần.

-



512 byte bộ nhớ EEFROM lập trình được ngay trên hệ thống, có thể ghi



xóa 100000 lần.

-



1K byte bộ nhớ SRAM.



-



Khóa bảo mật phần mềm lập trình được.



-



Giao diện nối tiếp SPI để lập trình ngay trên hệ thống.



 Các tính năng ngoại vi:

-



Hai bộ đếm/ bộ định thời 8 bit với chế độ so sánh và chia tần số tách biệt.



- 43 -



-



Một bộ định thời 16 bit với chế độ so sánh, chia tần số tách biệt và chế



độ bắt mẫu (Capture Mode).

-



Bộ đếm thời gian thực (RTC) với bộ dao động tách biệt.



-



Bốn kênh PWM điều chế độ rộng xung.



-



Bộ biến đổi ADC bên trong 8 kênh 10 bit.



-



Bộ USART nối tiếp lập trình được.



-



Bộ định thời Watchdog lập trình được với bộ dao động trên chip.



-



Bộ so sánh Analog ngay trên chip.



 Các tính năng vi điều khiển đặc biệt:

-



Có mạch power - on reset và có thể reset bằng phần mềm.



-



Các nguồn ngắt ngồi và trong.



-



Có 6 chế độ ngủ: nghỉ (Idle), Tiết kiệm năng lượng (power save) và



power down, ADC Noise Reduction, Standby and Extended Standby.

-



Tần số làm việc có thể thay đổi được bằng phần mềm.



-



Vào ra và các cách đóng vỏ



-



32 đường vào ra lập trình được.



-



44 chân dán kiểu vỏ vng (TQFP)



 Điện thế làm việc:

-



VCC = 2,7V đến 5,5V đối với Atmega16L.



-



VCC = 4,5V đến 5,5V đối với Atmega16.



 Vùng tốc độ làm việc:

-



0 đến 8 MHz đối với Atmega16L.



-



0 đến 16 MHz đối với Atmega16.



 Chức năng các chân:

-



VCC: chân cấp nguồn dương



-



GND: chân nối mass



-



PORT A:

+ Là ngõ vào tín hiệu để chuyển đổi A/D



- 44 -



+ Là cổng vào ra 8 bit nếu như biến đổi A/D không sử dụng, các chân

của Port A có các điện trở nối lên nguồn dương. Port A có thể cung cấp

nguồn điện 20mA và điều khiển trực tiếp led hiển thị.

+ Khi các chân Port A là các lối vào được đặt xuống mức thấp ở bên

ngồi chúng sẽ là nguồn dòng nếu như các điện trở nối lên nguồn dương

được kích hoạt. Các chân này sẽ ở trạng thái tổng trở cao khi tín hiệu reset

ở mức tích cực hoặc ngay cả khi khơng có tín hiệu giữ nhịp.

-



PORT B:

+ Là cổng vào ra 8 bit, có điện trở kéo lên ở bên trong, có thể cung cấp

dòng điện 20mA. Khi port B là port nhập vào (input) và các ngõ ra ở mức

thấp (low) thì port B đóng vai trò là nguồn dòng nếu các điện trở kéo lên

được kích hoạt. Port B sẽ ở trạng thái tổng trở cao khi vi điều khiển bị

reset hoặc khi khơng có dao động.



-



PORT C:

+ Là cổng vào ra theo hai hướng 8 bit. Các chân của Port C có các điện

trở nối lên nguồn dương. Ngõ ra port C có thể cho dòng 20mA đi qua và

điều khiển trực tiếp led hiển thị.

+ Khi các chân port C là các lối vào được đặt xuống mức thấp từ bên

ngoài, chúng sẽ là nguồn dòng nếu các điện trở nối lên nguồn dương được

kích hoạt. Các chân này sẽ ở trạng thái tổng trở cao khi tín hiệu reset ở

mức tích cực hoặc ngay cả khi khơng có tín hiệu giữ nhịp.



-



PORT D:

+ Là cổng vào ra theo hai hướng 8 bit. Các chân của Port D có các điện

trở nối lên nguồn dương. Ngõ ra port D có thể cho dòng 20mA đi qua và

điều khiển trực tiếp led hiển thị. Khi các chân port D là các lối vào được

đặt xuống mức thấp từ bên ngồi, chúng sẽ là nguồn dòng nếu các điện trở

nối lên nguồn dương được kích hoạt. Các chân này sẽ ở trạng thái tổng trở

cao khi tín hiệu reset ở mức tích cực hoặc ngay cả khi khơng có tín hiệu

giữ nhịp.



- 45 -



+ Cung cấp các tính năng tương ứng với các chức năng đặc biệt.

-



Reset: trả về giá trị ban đầu.



-



AVCC: chân cấp nguồn cho PORTA, và bộ chuyển đổi A/D. Nó có thể tự



kết nối với nguồn chính ngay cả ADC khơng được sử dụng

-



AREF: chân chuyển tín hiệu analog cho bộ chuyển đổi A/D



-



XTAL1: chân vào mạch khuếch đại ảo và chân vào của mạch tạo xung



nhịp bên trong

-



XTAL2: chân vào mạch khuếch đại ảo.

Cảm biến SRF05:



-



Module cảm biến siêu âm SRF05 dùng để đo khoảng cách đến vật chắn



bằng sóng siêu âm. Module có 2 đầu thu và phát sóng, khoảng cách được xác

định bằng cách đo khoảng thời gian mà sóng siêu âm được phát ra từ module

truyền đến vật chắn rồi phản hồi về.

-



Sử dụng bằng cách truyền 1 xung vào chân trigger của module, sau đó



chờ 1 xung trả về trên chân echo, độ dài của xung phản hồi tương ứng với

thời gian của sóng siêu âm truyền trong khơng khí, từ đó tính ra được khoảng

cách đến vật thể chắn.

-



Module SRF05 được nâng cấp thêm từ SRF04: khoảng cách xa hơn 1m,



thêm 1 chế độ hoạt động. Khi giữ chân Mode trên module xuống mass,

SRF05 sẽ sử dụng chung 1 chân cho cả trigger và echo để có thể tiết kiệm

chân cho vi điều khiển, đồng thời thêm vào 1 khoảng delay nhỏ để hỗ trợ cho

những vi điều khiển cũ. Khi chân Mode khơng nối thì SRF05 sẽ hoạt động

giống như SRF04, với 2 chân riêng biệt cho trigger và echo.

 Thông tin cơ bản:

-



Điện áp hoạt động: 5V



-



Dòng cấp: 30mA, 50mA Max.



-



Tần số: 40KHz



-



Khoảng cách đo được xa nhất: 3 m



-



Phát hiện vật cản trong khoảng: 3cm đến 3m



- 46 -



-



Kích thước nhỏ gọn: 43mm x 20mm x 17mm



Hình 3. 8: Cảm biến siêu âm SRF-05

-



SRF05 có thể đo được vật cản có khoảng cách 3m, có độ linh hoạt và



phạm vi rộng hơn SRF-04

-



SRF-05 có thể kích hoạt trong thời gian 50ms hoặc 20 lần/giây. Nên chờ



50ms để kích hoạt cho lần tiếp theo ngay cả khi đối tượng ở gần và thời gian

phản hồi ngắn.

 Hoạt động phát và thu nhận sóng siêu âm của SRF-05

Nguyên tắc cơ bản của sóng siêu âm: là tạo ra một xung âm thanh điện tử,

sau đó lắng nghe âm thanh vọng lại khi xung âm thanh này đập vào đối tượng và

phản xạ trở lại. Khoảng cách đối tượng được tính bằng thời gian phản hồi trở lại của

xung âm thanh này.



Hình 3. 9: Phát và thu nhận sóng siêu âm



- 47 -



Hình 3. 10: Ngun lý cơ bản của phát và thu nhận sóng siêu âm

Mức độ phản hồi của sóng phụ thuộc vào tính chất (mềm, cứng, hình

dạng…) và góc phản xạ của đối tượng. Một đối tượng mềm thì tạo ra phản xạ yếu

hoặc khơng có tín hiệu phản xạ, và đối tượng có góc cân đối mới tạo ra tín hiệu

phản hồi cho cảm biến nhận.

3.2.2. Đo khoảng cách:



- 48 -



Hình 3. 11: Sơ đồ nguyên lý mạch đo khoảng cách



Hình 3. 12: Thiết kế mạch in



- 49 -



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

PHẦN 3: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT CAMERA VÀ THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×