KUULAPELI / LabVIEW-konenäkötoteutus

Abstract

Työssä toteutettiin kuulapeli, jossa kuulaa liikutetaan neliön muotoisen tasopinnan kaltevuutta muuttamalla. Peli on moottoroitu ja ohjauksessa voidaan käyttää LabVIEW -tietokoneohjelmaa, joka on toteutettu graafisella ohjelmointikielellä.

Pelaaja voi ohjata tasojen kaltevuutta joko manuaalisesti ohjainsauvan avulla tai automaattiajolla. Automaattiajossa pelin ylle sijoitettu web-kamera seuraa kuulan etenemistä tasolla ja mittaa kuulan sijainnin seitsemän kertaa sekunnissa. LabVIEW-ympäristöön rakennettu ohjelma käsittelee mittaustiedon ja lähettää ohjauskäskyn PD-säätimen kautta tason kaltevuutta sääteleville askelmoottoreille. Käskyt välitetään kahta erillistä I2C-väylää pitkin.

Työ jaettiin laajuutensa vuoksi kahteen osaan. Tässä osassa käsitellään National Instrumentsin Vision Assistant -ohjelman avulla rakennetun konenäköjärjestelmän kuvankäsittelyä ja paikannusmenetelmiä. Juha Niemen tekemässä osassa paneudutaan säädön ja ohjauksen toteuttamiseen LabVIEW-ympäristössä.

Kuulapelillä suoritettiin useita testiajoja manuaali- ja automaattiohjauksilla. Manuaaliohjauksella taso seurasi erinomaisesti ohjainsauvan liikkeitä sekä x- että y-suuntien kallistuksissa. Pelaajan taidoista riippuen, kuulan liikuttelu tasolla onnistui varsin hyvin.

Automaattiohjauksella konenäköjärjestelmän antamaan paikannustietoon perustuva säätö toimi hyvin ja kuula pysähtyi jokaisella testiajolla määriteltyyn kohtaan tasoa. Haluttuun kuulan siirtymään kului aikaa keskimäärin 33 sekuntia. Järjestelmän hitaus, taso-pinnan, sekä kuulan pinnan epätasaisuudet aiheuttivat kuulan ohjattavuuteen epästabili-suutta. Lopputulokseen voidaan olla kuitenkin tyytyväisiä. Edellytykset pelin jatkokehittelyyn ovat hyvät.