Face Copy

•  วัตถุประสงค์ของโครงงานศึกษา

เพื่อนำความรู้จากวิชาการประมวลผลภาพมาประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริง

• ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

สามารถนำความรู้จากวิชาการประมวลผลภาพมาออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ได้จริง

• ขอบเขตของโครงงาน

ออกแบบ Software ตรวจจับใบหน้า และ ออกแบบ Hardware เพื่อรับข้อมูล(คุณลักษณะบนใบหน้า) ที่ได้จากการตรวจจับ นำมาแสดงผลออกทาง Dot Matrix LED

• การออกแบบ

• ภาพรวมของระบบ

รูปที่ 1 ภาพรวมของระบบ (System Overview)

แสดงการทำงานโดยรวมของทั้งระบบ โดยเครื้องคอมพิวเตอร์จะรับภาพวีดีโอเข้ามาจากกล้อง Webcam  เพือทำการประมวลผลภาพ แล้วส่งข้อมูลจากการประมาณผลไปให้กับ MCU Board ผ่านสัญญาณ BlueTooth เพื่อแสดงผลที่วิเคราะห์ได้

• ภาพรวมของระบบ

• ทางกล

- กล่องพักสายไฟสีดำ

รูปที่ 2 กล่องพักสายไฟใช้กล่องพักสายไฟสีดำ เป็นหัวของหุ่นยนต์ โดย ทำการ เจาะรู เพื่อให้เป็นรูปร่างหน้าตา ของหุ่นยนต์

• ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

-  ไมโครคอนโทรลเลอร์

รูปที่ 3 ไมโครคอนโทรลเลอร์ ET-EASY MEGA1280

คุณสมบัติของบอร์ด

·       ใช้ ATMEGA1280 เป็น MCU ประจำบอร์ด Run ความถี่ 16MHz จาก Crystal Oscillator

·       128KByte Flash(สงวนไว้ 4KByte สำหรับ Bootloader) / 8KByteSRAM / 4KByte EEPRO

·       รองรับการพัฒนาโปรแกรมด้วยภาษา C++ ของ Arduino ตามแบบ Arduino Mega ได้ 100%

·       ใช้ USB Bridge ของ FTDI เบอร์ FT232RL พร้อม Over Current Protection สำหรับติดต่อสื่อสารและ Download Code จากคอมพิวเตอร์ให้บอร์ด พร้อม Jumper สำหรับปรับใช้งานบอร์ดเป็นการ Program Bootloader ให้กับ MCU จากพอร์ต USB ในบอร์ดได้เอง โดยไม่ต้องใช้เครื่องโปรแกรม AVRISP จากภายนอก

·       54 Pin Digital I/O โดยมี 14Pin สามารถโปรแกรมหน้าที่เป็น PWM ได้

·       16 Pin Analog Input (ADC ขนาด 10 บิต 16 ช่อง)

·       4 UART(Hardware Serial Port) แบบ TTL Logic

·       ขนาดของ PCB บอร์ด และ ตำแหน่ง Pin Connector ต่างๆ ตรงกันกับ Arduino Mega ทั้งหมด ทำให้สามารถนำไปติดตั้งใช้งานร่วมกับบอร์ด Shield แบบต่างๆที่มีการผลิตขึ้นมาใช้งานร่วมกันกับบอร์ด Arduino Mega ได้ทั้งหมด โดยบอร์ดมีขนาด PCB Size 5.3cm x 10.2cm

·       มีขั้ว Header 10Pin IDE ของ 8 บิต Digital I/O(D22...D29) สำหรับเชื่อมต่อกับ LCD หรือ บอร์ด I/O แบบต่างๆ ของ อีทีที เพิ่มความสะดวกในการใช้งาน

·       รองรับการใช้งานกับ External Supply ทั้งแบบ AC และ DC ขนาด 7-20V โดยเลือกใช้ Regulate แบบ Switching ขนาด 1A (LM2575-5V) ลดปัญหาเรื่องความร้อนเมื่อมีการใช้กระแสสูงๆ สามารถใช้แหล่งจ่ายจากพอร์ต USB ได้ในกรณีใช้กระแสไม่เกิน 500mA โดยมีวงจรเลือกแหล่งจ่ายอัตโนมัติ โดยจะตัดการใช้ไฟเลี้ยงจาก USB โดยอัตโนมัติ เมื่อมีการต่อแหล่งจ่ายจากภายนอกให้บอร์ด

รูปที่ 4 ขนาดของบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์

- LED Dot Matrix

รูปที่ 5 LED Dot Matrix

ใช้ LED Dot Matrix ขนาด 8X8 ในการแสดงผลตา คิ้ว และปาก โดยจะแยกออกเป็น 3 ชิ้น คือ ตาและคิ้วซ้าย คือ ชิ้นที่ 1 ตาและคิ้วขวา คือชิ้นที่ 2 และปาก คือชิ้นที่ 3

รูปที่ 6 Internal Circuit Diagram

• การ Detect ใบหน้า

ได้มีการใช้ Luxand FaceSDK(Face Detection and Recognition Library) เข้ามาช่วยจัดการ ร่วมกับการเขียนโปรแกรมด้วย Microsoft Visual C# ทำให้สามารถหา Coordinate ของจุดสำคัญต่าง ๆ บนใบหน้าได้ถึง 66 จุด ซึ่งครอบคลุมทั้ง ตา คิ้ว และ ปาก ตามความต้องการ  แสดงดังรูปด้านล้างนี้

• รูปแบบการส่งข้อมูล

การส่งข้อมูลจาก PC ผ่านสัญญาณ BlueTooth นั้นจะส่งเป็น Package โดยเริ่มจาก ส่วนของ Header ซึ่่งเป็นตัวอักษร '!' จำนวน 2 bytes แล้วตามด้วยรูปแบบของ ตาขวา, คิ้วขาว, ตาซ้าย และ คิ้วซ้าย อย่างละ 1 byte รวม 4 bytes  สำหรับ byte สุดท้ายเป็นรูปแบบของปาก  รวมทั้งสิ้น 7 bytes  โดย ความหมายของ byte ต่าง ๆ เป็นดังรูปข้างล่างนี้

•  นักศึกษาผู้เสนอโครงงาน

1. นาย คมสัน มีสมบูรณ์      55340700001

2. นาย ทรงวุฒิ สายทอง     55340700004

3. นาย ธิติภัทร์ คุณมี          55340700007

• อาจารย์ที่ปรึกษา

อ.ดร.สุริยา นัฎสุภัคพงศ์