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 ผลที่คาดว่าจะได้รับ แผนการดำเนินงาน เครื่องมือที่ใช้ในการพัฒนา การพัฒนาโปรแกรม การดำเนินงานลำดับต่อไป สรุป

ที่มาของโครงการ การขาดแคลนน้ำในช่วงฤดูร้อนและเกิดน้ำหลากในช่วงฤดูฝน ทำให้ต้องหาระบบเซนเซอร์เพื่อใช้ในการตรวจวัดระดับน้ำในแหล่งน้ำ ซึ่งระบบตรวจวัดระดับน้ำในปัจจุบันนั้นยังมีการติดตั้งไม่แพร่หลาย เนื่องจากมีราคาสูงมาก รวมทั้งการติดตั้งยังมีความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายสูง

วัตถุประสงค์ของโครงการ เพื่อนำเทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพและหลักการประมวลผลภาพเชิงดิจิทัลมาใช้ในด้านระบบตรวจวัดและระบบเตือนภัย เพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้เครื่องตรวจวัดระดับน้ำให้มีความสะดวกในการใช้งาน รวมทั้งมีประสิทธิภาพในการเตือนภัยให้ทันท่วงที

ขอบเขตของโครงการ ออกแบบและสร้างระบบตรวจวัดและเตือนภัยระดับน้ำโดยใช้กล้องถ่ายภาพและหลักการประมวลผลภาพเชิงดิจิทัล

ผลที่คาดว่าจะได้รับ หลักและวิธีการใหม่ในการวัดระดับน้ำที่มีราคาถูกลง ระบบใหม่ที่ทดแทน Sensor แบบเดิม การลดต้นทุนนำเข้า Sensor ที่มีราคาแพง สามารถนำไปใช้พัฒนาสถานีเตือนภัยในช่วงฤดูน้ำแล้งหรือ น้ำหลาก

เครื่องมือที่ใช้ในการพัฒนา Hardware Friendly ARM9 Mini 2440 Board Canon PowerShot G7 Digital Camera ET-GSM SIM300CZ Module Software Microsoft Visual Studio 2008 Microsoft Window CE 6.0

แผนการดำเนินงาน ศึกษาข้อมูลเครื่องตรวจวัดและเตือนภัยระดับน้ำที่มีใช้อยู่ในปัจจุบัน ศึกษาข้อมูลฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ใช้ในโครงการ ศึกษากล้องถ่ายภาพที่ใช้ในการพัฒนาโครงการ ศึกษาหลักการทำงานของการประมวลผลภาพเชิงดิจิทัล การออกแบบระบบ การออกแบบอัลกอริธึม การพัฒนาโปรแกรม สร้างและทดสอบเครื่องตรวจวัดและเตือนภัยระดับน้ำ วิเคราะห์และสรุปผลการทดสอบ

การพัฒนาโปรแกรม ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ส่วนที่ 1 : การควบคุมกล้องดิจิทัลให้ถ่ายภาพและการตั้งค่าเริ่มต้นของผู้ใช้เพื่อนำไปใช้ในการคำนวณ ส่วนที่ 2 : การนำภาพถ่ายที่ได้จากกล้องดิจิทัลไปประมวลผลเพื่อคำนวณหาความสูงของแท่งวัด

การพัฒนาโปรแกรม (ต่อ)

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 1) ซอฟต์แวร์สำหรับการเชื่อมต่อกล้องคือ Canon Digital Camera Software Developers Kit ซึ่งเป็นชุดซอฟต์แวร์ที่ประกอบด้วยชุดไฟล์ API, DLLs และ Library ใช้สำหรับการเข้าถึงกล้องดิจิทัลและข้อมูลที่สร้างโดยกล้องดิจิทัลสำหรับกล้อง Canon EOS DSLR และกล้องดิจิทัล Canon PowerShot

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 1 ต่อ) ซอฟต์แวร์สำหรับกล้อง Canon PowerShot G7 คือ PS-ReC SDK 1.1.0e ทำหน้าที่อินเตอร์เฟสสำหรับการเข้าถึงข้อมูลของกล้องดิจิทัล รวมถึงการถ่ายภาพและการแสดงภาพผ่านทาง Video out โดยการควบคุมระยะไกลผ่านทาง USB Port ประกอบด้วย PRSDK.dll, PRSDK.lib, PRLIB.dll

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 1 ต่อ) การเชื่อมต่อ Connect Camera Start SDK and Get Camera Show List of Device Start Live Viewer Show Frame 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 1 ต่อ) การกำหนดค่าเริ่มต้นของผู้ใช้ Diagonal of sensor size Distance between Object Timer Image size default Large Path 1. ค่าความยาวเส้นทแยงมุมของเซนเซอร์กล้องที่เลือกใช้งาน 2. ระยะห่างระหว่างกล้องกับแท่งวัด 3. การตั้งเวลาถ่ายภาพและประมวลผล แบบต่อเนื่อง 4. ขนาดภาพ 3648 x 2736 5. ตำแหน่งของการเก็บภาพถ่าย เมื่อผู้ใช้กดปุ่ม measure จะเป็นถ่ายภาพและวัดความสูงของแท่งวัดครับ

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2) โปรแกรมส่วนที่ 2 แบ่งออกเป็น 2 ส่วน Preprocess คือ การเตรียมความพร้อมของรูปภาพให้ สามารถนำไปหาค่าความสูงของแท่งวัดภายในภาพได้ Process คือ การนำภาพที่ได้จาก Preprocess ไปทำการหา ความสูงของแท่งวัด จากนั้นนำผลที่ได้ รวมทั้งค่าเริ่มต้นจาก ผู้ใช้ไปคำนวณค่าความสูงของแท่งวัดจริง

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ)

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Pre-process Original Image Cropped Image Gray Image Skelaton Image Inverse Image Threshold Image

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Process

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Process

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Process Image Width (pixel) 1 line Pixel(i,j) Pixel(i+11,j) Pixel(i,j) Pixel(i-1,j+1) Pixel(i,j+1) Pixel(i+1,j+1)

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Process

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Process

การพัฒนาโปรแกรม (ส่วนที่ 2 ต่อ) Process

การดำเนินงานลำดับต่อไป พัฒนาโปรแกรมให้ User interface ง่ายต่อการใช้งาน พัฒนาอัลกิอริธึมให้มีการคำนวณที่มีความแม่นยำมากขึ้น พัฒนาโปรแกรมให้สามารถนำลงบอร์ด Friendly ARM9 Mini 2440 พัฒนาโปรแกรมในส่วนของการเชื่อม SMS Module และการส่งข้อความแจ้งเตือน

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