Fag ITD Bildebehandling og mønstergjenkjenning. mandag 28. oktober til fredag 15. november 2013

Transkript

1 Høgskolen i Østfold Avdeling for informasjonsteknologi Fag ITD33506 Bildebehandling og mønstergjenkjenning PROSJEKTOPPGAVE Halden, Remmen Fil : Skrevet ut av : sl :27:00 Antall sider : 6

2 Om prosjektoppgaven Oppgaven skal gjennomføres i tidsrommet onsdag 02. oktober til fredag 11. oktober 2013 og mandag 28. oktober til fredag 15. november 2013 Prosjektoppgaven utføres gruppevis. Det sentrale er at man jobber i en gruppe. Gruppen vil bli vurdert samlet og denne karakter inngår i den enkeltes karakter og teller 50 %. Eksamen teller også 50 %. Dersom ikke alle har fungert tilfredsstillende i en gruppe i prosjektperioden, vil det bli differensiert karaktermessig mellom gruppemedlemmene. Alle deler som utgjør prosjektet må være godkjent for å kunne få gå opp til eksamen i faget. Prosjektet er delt opp i tre deloppgaver, og hver del skal presenteres der dato er angitt under Oppgave 1-3. Labrapporten har innleveringsfrist torsdag 14. november 2013 kl Hovedformål med prosjektet: Gi den enkelte bedre forståelse av faget ved å sette faget inn i en større sammenheng. Del av evalueringen i faget ved å teste praktiske ferdigheter og systemforståelse som ikke er så enkelt å få testet på skriftlig eksamen. Er en gruppe usikker, er det bare å ta kontakt med faglærer, Geir eller Jonas Bro. Bildebehandling og mønstergjenkjenning - HIØ side 2

3 Godkjenning av et prosjekt Krav til godkjent prosjektbesvarelse: Prosjektet faglige kvalitet må være tilstrekkelig høyt. Det innleverte produktet må oppfylle kravene nevnt under krav til skriftlig besvarelse. Den muntlige framføringen og demonstrasjonene av prosjektet må holde mål. Krav til skriftlig besvarelse: Strukturen i besvarelsen skal være som for andre prosjekt. Det kreves ikke et stort dokument. Det er hovedtrekkene som skal fram, ikke detaljene. Dokumentet skal blant annet inneholde: hvilke begrensninger det ble jobbet innenfor, styrker og svakheter til løsningene, hvilke forbedringer vil gruppen gjøre dersom prosjektet skulle videreføres, kort informasjon om hva det enkelte gruppemedlem har bidratt med og antall timer vedkommende har brukt. All programmeringskode skal vedlegges. Koden skal være godt kommentert, og det skal i begynnelsen av programmet være en kortfattet beskrivelse av hva programmet gjør, slik at det er enkelt å lese programmeringskoden. Det er tillatt å benytte tilgjengelige programmer, men det er svært viktig at dette kommer klart fram i dokumentet. Alt som benyttes i besvarelsen, må ha henvisning til kilden med mindre gruppen har skrevet/laget det selv. I verste fall kan besvarelsen bli underkjent, noe som i klartekst betyr stryk i faget. Bildebehandling og mønstergjenkjenning - HIØ side 3

4 Prosjektoppgaven En mikrorobot er et selvstendig, autonomt kjøretøy. Avdeling for informasjonsteknologi ved Høgskolen i Østfold har utviklet en mikrorobot med blant annet gripearm og kamera. Det finnes seks eksemplarer. Mikrorobotene kan programmeres med hvert sitt program og kan dermed ha ulike egenskaper eller oppførsel om man vil. De kan programmeres til å løse oppgaver hver for seg eller i fellesskap. Mikrorobotene programmeres i C. Mikrorobotene kommuniserer med en sentral, i dette tilfellet en stasjonær PC, over en seriell link med Bluetooth som databærer som figuren viser: Fargekamera i taket Ethernet Mål Datamaskin Vegbane Bluetooth MatLab Antenne Mobilt kjøretøy med kamera Figuren viser at robotlaben er utstyrt med et fargekamera i taket. Bildene er tilgjengelige via TCP/IP fra kameraets innebygde webserver. Det er således enkelt å hente bilder fra kameraet. Hver gruppe får utdelt en manual som beskriver en mikrorobot. Noen tips: Les først gjennom oppgaveteksten. Les deretter gjennom dokumentasjonen for å få en oversikt over aktuelle sensorer og muligheter med mikrorobotene. Sørg for at alle i gruppen har lest gjennom materialet! Dette hindrer unødige problemer og medfører at det som virker vanskelig kan være enklere enn man umiddelbart tror. MERK: En gruppe må passe på å fordele arbeidsoppgavene mellom seg på en hensiktsmessig måte. På presentasjonen og i skriftlig del vil det etterspørres hvem har gjort hva. Bildebehandling og mønstergjenkjenning - HIØ side 4

5 Når en gruppe skal finne retningen til en mikrorobot, kan det gjøres på to måter: La roboten kjøre fram og tilbake noen ganger. Merke roboten med en fargetape. Prøv begge metodene! Utdelt labutstyr Mikrorobot med kamera Lader Seriekabel 2 stk Bluetooth linkenheter Oppgaveteksten Oppgaven er delt i tre, med noe stigende vanskelighetsgrad. Oppgavene bygger på hverandre. Oppgave 1 Mikroroboten skal kjøre fra et vilkårlig punkt (A) til et oppgitt punkt (B) innenfor arbeidsområdet. Mikroroboten skal styres ved hjelp av MatLab. Posisjonering skal utføres ved hjelp av bilder fra kameraet i taket. Punktene A og B oppgis/utpekes under demonstrasjonen av faglærer. Gruppens system må altså finne en robot utplassert på et vilkårlig sted på arbeidsområdet, for deretter å guide roboten til et oppgitt punkt. Faglærer plasserer mikroroboten i punkt A, og for punkt B kan gruppen velge mellom å gi koordinatene til B som input til systemet, eller gruppen kan sette en visuell markør (for eksempel et kryss eller en sort sirkel) på arbeidsområdet som markerer punkt B. Tips: Bildet fra kameraet i taket hentes inn i MatLab med: imread(' Demo: Mandag 14. oktober kl (på robotlaben etter forelesningen) Bildebehandling og mønstergjenkjenning - HIØ side 5

6 Oppgave 2 Utgangspunktet er igjen to vilkårlige punkter A1 og B1. Det blir utplassert en kjegle (H) slik at den rette linjen mellom A1 og B1 ikke er farbar. Gruppens system skal automatisk guide mikroroboten fra A1 til B1 ved å unngå H. (Under demonstrasjonen må gruppen før kjøring gi beskjed om hvilke begrensninger gruppens mikrorobot fungerer under. Dette medfører en begrensning i plassering av A1, B1 og H.) Demo: Onsdag 06. november kl Oppgave 3 (oppgave 2 utvidet) Utgangspunktet er igjen to vilkårlige punkter A2 og B2. Det blir utplassert én eller flere hindringer (H1, H2,, Hn) slik at den rette linjen mellom A2 og B2 ikke er farbar. Gruppens system skal automatisk guide mikroroboten fra A2 til B2 ved å unngå hindringene H1-Hn. For at det ikke skal bli alt for enkelt må systemet være i stand til å gjenkjenne følgende hindringer for å bli godkjent: kjegle 48 x 98 mm trebjelke med lengde cm pappeske Dersom en gruppe er ambisiøs, vil det være aktuelt å gjøre bruk av kameraet og/eller sensorer på roboten ved siden av kameraet i taket. Systemet skal presentere et skjermbilde av arbeidsflaten med roboten, start (A2), hindringene (H1-Hn) og mål (B2) markert. Robotens (heading) orientering skal vises, helst også grafisk. Kjørebanen som systemet lager til roboten bør også tegnes inn i bildet. (Under demonstrasjonen må gruppen før kjøring gi beskjed om hvilke begrensninger gruppens mikrorobot fungerer under. Dette medfører en begrensning i plassering av A2, B2 og H1-Hn.) Demo: Fredag 15. november kl Tips: Velg et enkelt tilfelle i hver oppgave som utgangspunkt. Så snart gruppen behersker denne utfordringen, så kan den utvide problemstillingen skrittvis. Det er bedre å løse alle tre oppgavene selv om gruppen setter klare begrensninger på kompleksiteten i hver oppgave, framfor å løse færre oppgaver med større utfordringer for mikroroboten. Tenk enkle løsninger!! De kompliserte løsninger fører ofte ikke fram. En gruppe har full anledning til å utvide oppgaven, men det avtales med faglærer. En gruppe får ekstra credits når prosjektkarakteren settes. Bildebehandling og mønstergjenkjenning - HIØ side 6