基於光學投影圖像識別的硬幣分揀裝置 比賽總結

  此次比賽屬於大學生挑戰杯科技競賽,雖然最後的比賽結果不是很好但是也有一些收穫。個人認爲在任何一個比賽中都有可能出現各種各樣的問題,個人技術在強也要有團隊合作意識,整個團隊的技術再強也不一定能夠成功拿到獎項。因爲只要有評委的比賽那麼整個比賽就存在人爲因素,這一次比賽是科技學術競賽不是創業大賽,但是在比賽的時候三個評委都是xxx公司董事長,經理等。是他們的個人能力很強,但是在他們問道問題的時候都偏向了市場方向,這跟創業大賽又有什麼區別了呢?重點一偏註定很多高技術的作品變成了垃圾作品,原因很簡單,你說的技術他不懂,他說的市場你不懂。用電學的一個術語說的話就是你們兩個就沒有共地怎麼可能交流好?不開心的事情說道這裏,以下爲整個競賽的技術方案等。

   提到硬幣分揀那麼必不可少的就是對國內的硬幣進行研究,經過我們的研究2015年以後的硬幣分爲三類,1角5角1圓硬幣,而分辨他們的方法通常有兩種。

  第一種通過壓力傳感器去測量硬幣的重力,根據輸出不同的重力數值就可以分辨出不同的硬幣。

  第二種方案可以通過圖像處理的方法分辨,其原理就是通過計算硬幣的直徑以及面積來確定硬幣面值的大小。這篇博客中採用的方案就是通過光學投影的方法在對硬幣的投影進行成像,在通過圖像處理的方法獲得硬幣的面積大小,在通過實際測量值對硬幣類型跟面積的對應關係進行標定。


整體效果(太醜別在意,這個拿了電賽的省1等獎呢)

  整個項目分爲幾個部分,第一部分是斜坡裝置,斜坡裝置的下端有一個擋板,擋板恰好可以實現一個一個硬幣的通過,通過擋板後是一個豎直放置的硬幣桶,硬幣在桶中落成一摞,在硬幣桶的最下端有一個硬幣厚度高的縫隙,通過舵機驅動摩擦輪旋轉,摩擦輪帶動平板推動裝置在固定的軌道上往返運動,該平板位於硬幣桶下方的縫隙,當舵機推動直板(直板有一個V型槽以及兩端的肩,V型槽控制硬幣走向,肩限制平板推動的最遠距離)向前運動時會推動最下放的硬幣一直到指定識別區域,這時通過硬幣上方的LED照明硬幣會在硬幣下方的白色背景上呈現硬幣的影子,在通過下方的OV7725硬件二值化攝像頭採集圖像信息提取硬幣面積,這樣就可以計算硬幣的大小,將硬幣求出的數值與標定的數值進行對比就可以分辨出當前硬幣的面值。獲得硬幣面值後通過控制帶動電磁鐵的舵機旋轉到指定識別區域,在通過控制繼電器使電磁鐵通電就可以吸附硬幣,吸附硬幣之後在控制帶動電磁鐵的舵機旋轉到指定位置,通過斷開繼電器使電磁鐵消磁硬幣落下便完成了硬幣的分揀。




舵機帶動電磁鐵,請忽略上面的錫紙


屏幕顯示也很醜(= =)


控制程序流程圖


  項目進行時遇到的問題及解決方法:

  問題1:推送的硬幣位置不確定。

  解決方案:推送硬幣的位置不確定分爲兩種形式,第一是距離硬幣桶的距離不同。第二種是硬幣左右偏移。第一種的硬件解決方法是通過推送板的肩以及肩卡的形式限制硬幣推送的距離,軟件解決方法是通過給舵機一定的超調量來控制每次都能到達指定位置。第二種的解決方法主要是硬件解決,通過設置平板前端的V型槽,在推送硬幣的時候可以保持硬幣始終 在V行槽內,以及通過設置平板接觸的底板在平板兩端有一個橫向限位裝置可以使平板直線往返運動。

  問題2:電磁鐵消磁後硬幣扔在電磁鐵上。

  解決方案:通過貼非磁性物質,如膠布錫紙等就可以解決這個問題。

  問題3:控制電磁鐵吸附硬幣時有吸不上的情況。

  解決方案:第一種情況是吸附硬幣的延續時間太短。第二種情況是高度太高。解決方法就是增加延時,降低高度。

  問題4:連接電路運行時單片機會被複位。

  解決方案:考慮兩種情況,第一是單片機供電功率不足,第二是電磁鐵反流太大影響電路正常運行。第一種解決方案只能是加一個穩壓芯片,第二種解決方案可以採用兩個繼電器串聯的控制形式。


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