Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Aneta Duczmalewska

Projekt systemu rozpoznawania kolorów oparty na układzie Arduino


Design of the color recognition system based on Arduino board


Opiekun pracy dyplomowej: dr inż. Aleksandra Królak
Praca dyplomowa BSc - IFE obroniona 2018-09-13
Streszczenie pracy dyplomowej:
Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie systemu służącego do rozpoznawania kolorów, który mógłby być używany przez osoby dotknięte ślepotą barw. Rozróżnianie barw odgrywa ważną rolę w codziennym życiu, istnieje zatem potrzeba tworzenia urządzeń umożliwiających rozpoznawanie kolorów, które pozwoliłyby pokonać trudności napotykane przez osoby niemające tej możliwości. System został zaprojektowany z użyciem czujnika będącego przetwornikiem światła do częstotliwości, który jest kompatybilny z mikrokontrolerem Arduino. Czujnik ten jest złożony z fotodiod posiadających filtr czerwony, zielony i niebieski, które umożliwiają zmierzenie częstotliwości tych kolorów. Częstotliwości te mogą być zamienione na wartości RGB, aby umożliwić wskazanie koloru. Założeniem systemu jest rozpoznawanie koloru dowolnego obiektu znajdującego się w obrębie czujnika. Wynik pomiaru wyświetlany jest na wyświetlaczu LCD zainstalowanym w urządzeniu. Rozpoznawanie koloru jest przeprowadzane dzięki algorytmowi nauczania maszynowego, ponieważ jest to wygodna metoda używana w celach klasyfikacji obiektów. Ponadto sensor użyty w systemie – TCS3200 – został przetestowany w różnych warunkach oświetlenia w celu zbadania wpływu temperatury światła na zmierzone częstotliwości, a w efekcie, na rozpoznany kolor. Pozwoliło to na ocenę czy zaprojektowany system może być używany w różnym otoczeniu. Oprócz tego została obliczona dokładność systemu przy zmieniających się warunkach temperatury i natężenia światła, która równa jest 89%. Zaprojektowane urządzenie powinno dawać możliwość samodzielnego użytkowania przez osoby dotknięte ślepotą barw, ważne jest zatem uwzględnienie dokładności i prostoty działania. Inną kwestią uwzględnioną w pracy było badanie działania innego przetwornika światła do częstotliwości – TSL235r – by ocenić, czy może on być również użyty do systemu rozpoznawania kolorów. Badania wykazały, że czujnik ten zawiera tylko pojedynczą fotodiodę, dzięki czemu może mierzyć tylko częstotliwość światła i natężenie światła, proporcjonalnie do częstotliwości. Słowa kluczowe: rozpoznawanie kolorów, ślepota barw, częstotliwość światła, TCS3200, Arduino, mikrokontroler, nauczanie maszynowe, TSL235r, przetwornik światło-częstotliwość
Abstract:
The aim of the work was to design the color recognition system which may be used by people affected by color blindness. Ability to recognize colors plays important role in our daily life, therefore there exists a demand for color recognition devices enabling people with color vision deficiency to overcome inconveniences which they encounter. The system was developed on the base of the sensor which is light-to-frequency converter and is compatible with Arduino microcontroller. The sensor consists of photodiodes with red, green and blue filters, this is why it is possible to measure frequencies of these colors. Then the frequencies can be converted to RGB values in order to recognize color. The objective of the system was color indication of any object introduced to the sensor. The result was displayed on the LCD screen installed on the device. The color indication was possible thanks to machine learning algorithm, as it was very convenient method for classification purposes. Additionally, the sensor used in the system – TCS3200 - was tested in different light conditions in order to investigate the influence of the temperature of light on measured frequencies and as a result on indicated colors. It allowed to evaluate if the designed system is available to use in different environment. Moreover, the accuracy of the device was calculated for measurements in changing light temperature and intensity and was equal to 89%. The goal of the project was to design the system which would be able to be used by the user independently, therefore the accuracy and simplicity of usage should be taken into account. Other question which was considered in the work was examination of another light-to-frequency sensor – TSL235r - in order to evaluate if it can be used for designing color recognition device as well. It turned out that this sensor contains only a single photodiode so it can only measure the light frequency and light intensity (irradiance), proportional to frequency. Keywords: color recognition, color blindness, light frequency, TCS3200, Arduino, microcontroller, machine learning, TSL235r, light-to-frequency sensor.