Object tracking by PI control and image processing on embedded systems

Abstract

Özetçe -Bu çalışmada görüntü işleme ve PI kontrol kullanılarak nesne takip uygulaması gerçekleştirilmiştir. Görüntü işleme tekniği ile tespiti ve takibi istenen nesnenin renk özelliğinden faydalanılmış ve kamera önündeki pozisyonunun sabit kalması hedeflenmiştir. Kontrol uygulaması ise PID kontrol tekniğinin PI varyasyonunu kullanmaktadır. Nesnenin kesin olarak tespit edilmesi için gerekli morfolojik işlemler kullanılmış ve oluşan gürültü, medyan filtresi kullanılarak filtrelenmiştir. Takip edilmesi beklenen nesnenin koordinat bilgisi, kameradan alınan frame içerisinde nesnenin ağırlık merkezinin bulunduğu piksel değeri olarak belirlenmiştir. Nesnenin kameradan alınan görüntü içerisinde merkez noktadan uzaklaşması halinde hata payı, PI kontrol algoritmasının girişine uygulanmaktadır. Tüm bu verilen işlemler tek bir program dâhilinde C programlama dili ile yazılmış ve ARM11 mikroişlemci mimarisine sahip Raspberry Pi geliştirme kartında kullanılmıştır. Görüntü işleme için OpenCV kütüphaneleri kullanılmıştır. Anahtar Kelimler -Nesne Takibi, PI Kontrol, Gömülü sistemAbstract -In this study, object tracking application by using image processing and PI controlling is implemented. The color property of the desired object which was wanted to be detected and tracked by image processing technique was utilized and it's position in front of the camera was aimed to be fixed. Controlling technique is using the PI variation of the PID controlling technique. In order to determine the object definitely morphological applications were used and the noise filtered by the median filter. The coordinate information of the object which was aimed to be tracked was determined as the pixel value which was in the gravity center of the object in the frame received from the camera. If the object within the image received from the camera away from the center point, margin of error is applied to the PI algorithm as a input. All this given procedures were written with C programming under a single program and were used in Raspberry Pi development card which has ARM11 microprocessor architecture. For image processing, OpenCV libraries were used.