COE2010-03 เครื่องตรวจวัด และเตือนภัยระดับน้ำ ด้วย Image Processing (Water Level Measurement and Warning System Using Image Processing) ผู้จัดทำ นางสาวสุพรรษา คัพภะเจริญ 503040789-2 นายอธิวัฒน์ แดงพูนผล 503040792-3

อาจารย์ที่ปรึกษา ผศ. รุจชัย อึ้งอารุณยะวี อาจารย์ผู้ร่วมประเมิน ดร อาจารย์ที่ปรึกษา ผศ. รุจชัย อึ้งอารุณยะวี   อาจารย์ผู้ร่วมประเมิน ดร. วาธิส ลีลาภัทร ดร. นวภัค เอื้ออนันต์

หัวข้อนำเสนอ ที่มาของโครงการ วัตถุประสงค์ของโครงการ ขอบเขตของโครงการ ประโยชน์ที่ได้รับ ทฤษฎี เครื่องมือที่ใช้ในการพัฒนา การทำงานของระบบ การพัฒนาโปรแกรม การทดลอง สรุป

ที่มาของโครงการ การขาดแคลนน้ำในช่วงฤดูร้อนและเกิดน้ำหลากในช่วงฤดูฝน ทำให้ต้องหาระบบเซนเซอร์เพื่อใช้ในการตรวจวัดระดับน้ำในแหล่งน้ำ ซึ่งระบบตรวจวัดระดับน้ำในปัจจุบันนั้นยังมีการติดตั้งไม่แพร่หลาย เนื่องจากมีราคาสูง รวมทั้งการติดตั้งยังมีความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายสูง

วัตถุประสงค์ของโครงการ เพื่อนำเทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพและหลักการประมวลผลภาพเชิงดิจิทัลมาใช้ในด้านระบบตรวจวัดและระบบเตือนภัย เพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้เครื่องตรวจวัดระดับน้ำให้มีความสะดวกในการใช้งาน รวมทั้งมีประสิทธิภาพในการเตือนภัยให้ทันท่วงที

ขอบเขตของโครงการ ออกแบบและสร้างระบบตรวจวัดและเตือนภัยระดับน้ำโดยใช้กล้องถ่ายภาพและหลักการประมวลผลภาพเชิงดิจิทัล

ประโยชน์ที่ได้รับ หลักและวิธีการใหม่ในการวัดระดับน้ำที่มีราคาถูกลง ระบบใหม่ที่ทดแทนระบบเซนเซอร์แบบเดิม นำไปใช้พัฒนาสถานีเตือนภัยในช่วงฤดูน้ำแล้ง และน้ำหลาก ประยุกต์ใช้วัดความสูงกับวัตถุอื่น

เครื่องมือที่ใช้ในการพัฒนา Computer กล้อง Canon PowerShot G7 แท่งวัดระดับน้ำ Microsoft Visual Studio 2008

ทฤษฎี วิธีการหาความสูงของวัตถุจริงจากรูปภาพ จากรูปจะได้ความสัมพันธ์ของสมการคือ

ทฤษฎี(ต่อ) รูป EXIF Information

ทฤษฎี(ต่อ) การหาค่า (Focal Length in 35 mm. format ) FL Multiplier = = Focal Length of picture x FL Multiplier การหาค่า (ขนาดของวัตถุบนเซนเซอร์รับภาพ) =

= ทฤษฎี(ต่อ) การหาค่า (ระยะห่างระหว่างแท่งวัดกับกล้อง) การหาค่า (ระยะห่างระหว่างแท่งวัดกับกล้อง) ได้จากการวัดในสถานที่จริง การหาค่า (ขนาดของแท่งวัดจริง) =

การทำงานของระบบ การนำกล้องดิจิทัลเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อทำการถ่ายภาพแท่งวัดระดับน้ำ จากนั้นนำภาพไปประมวลผลหาค่าความสูงของแท่งวัด และทำการแจ้งเตือนไปยังผู้ควบคุมเมื่อระดับน้ำอยู่ในระดับที่เป็นอันตรายผ่านทาง SMS

การพัฒนาโปรแกรม User Interface

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 1) SMS Settings เมื่อเชื่อมต่อกล้องดิจิทัลกับคอมพิวเตอร์ผ่านทาง usb port แล้ว จะเป็นการเรียกใช้งาน canon SDK เพื่อเข้าถึงกล้องดิจิทัล จากนั้นแสดงรายชื่อกล้องเพื่อเลือกกล้องที่ต้องการใช้งาน เมื่อกดปุ่ม connect จะเป็นการเรียกใช้งานกล้องออกทาง video out และทำการโชว์ frame ภาพ ผ่านทาง picture box ผู้ใช้สามารถใช้ trackbar เลื่อนเพื่อซูมภาพได้ โดย canon powetshot g7 มี optical zoom 6 เท่า

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2) History 1. ค่าความยาวเส้นทแยงมุมของเซนเซอร์กล้องที่เลือกใช้งาน 2. ระยะห่างระหว่างกล้องกับแท่งวัด 3. การตั้งเวลาถ่ายภาพและประมวลผล แบบต่อเนื่อง 4. ขนาดภาพ 3648 x 2736 5. ตำแหน่งของการเก็บภาพถ่าย เมื่อผู้ใช้กดปุ่ม measure จะเป็นถ่ายภาพและวัดความสูงของแท่งวัดครับ การเก็บข้อมูลเวลาที่ได้ถ่ายภาพ ความสูงของแท่งวัดที่คำนวณได้และระดับการเตือนภัยในขณะนั้น

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 3) Connection Connect Camera Start SDK and Get Camera Show List of Device Start Live Viewer Show Frame Telephone Number

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 4) Setting Measure Distance between Object Warning Level Timer Image size default Large Path

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 5) Digital Image Processing

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 6) Result

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 7) Warning Status การแจ้งเตือนแบ่งออกเป็น 3 ระดับคือ ระดับ 1 : Safe Level ระดับ 2 : Warning Level ระดับ 3 : Dangerous Level

การทดลอง

การทดลอง(ต่อ) Cropped Image Gray Image Threshold Image Inverse Image

การทดลอง(ต่อ) รูป Skelaton Image

การทดลอง(ต่อ) Image Width (pixel) 1 line Pixel(i,j) Pixel(i+11,j)

การทดลอง(ต่อ) รูปผลการทดลอง

การทดลอง(ต่อ)

สรุป โครงการนี้จัดทำขึ้นเพื่อนำเทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพมาใช้ร่วมกับหลักการประมวลผลภาพเชิงดิจิทัล เพื่อออกแบบและสร้างระบบตรวจวัดและเตือนภัยระดับน้ำ

เอกสารอ้างอิง Mohammad Reza Khosravi .Range Finder.[online] 2009 30 Apr [cited 2010 25 DEC]. Available from: http://www.codeproject.com/KB/graphics/RangeFinder.aspx Lev Danielyan.ExifTagCollection - An EXIF metadata extraction library.[online] 2008 25 Jun [cited 2010 25 DEC]. Available from: http://beta.codeproject.com/KB/graphics/exiftagcol.aspx Christian Graus and Benjamin Liedblad.A wrapper for the canon CDSDK and PRSDK for remote capture.[online] 2007 18 May [cited 2010 25 DEC]. Available from: http://www.codeproject.com/KB/audio-video/Canon_camera_wrapper.aspx Canon U.S.A., Inc.Canon Digital Camera Software Developers Kit General Information.[online] 2010 11 Oct [cited 2010 25 DEC]. Available from: http://www.usa.canon.com/cusa/consumer/standard_display/sdk_homepage Canon Singapore Pte Ltd.Canon Digital Camera Software Development Kit.[online] 2010 [cited 2010 25 DEC]. Available from: http://www.canon-asia.com/section/developerresource/digitalimaging.jsp

Thank you