基于光学投影图像识别的硬币分拣装置 比赛总结

  此次比赛属于大学生挑战杯科技竞赛，虽然最后的比赛结果不是很好但是也有一些收获。个人认为在任何一个比赛中都有可能出现各种各样的问题，个人技术在强也要有团队合作意识，整个团队的技术再强也不一定能够成功拿到奖项。因为只要有评委的比赛那么整个比赛就存在人为因素，这一次比赛是科技学术竞赛不是创业大赛，但是在比赛的时候三个评委都是xxx公司董事长，经理等。是他们的个人能力很强，但是在他们问道问题的时候都偏向了市场方向，这跟创业大赛又有什么区别了呢？重点一偏注定很多高技术的作品变成了垃圾作品，原因很简单，你说的技术他不懂，他说的市场你不懂。用电学的一个术语说的话就是你们两个就没有共地怎么可能交流好？不开心的事情说道这里，以下为整个竞赛的技术方案等。

   提到硬币分拣那么必不可少的就是对国内的硬币进行研究，经过我们的研究2015年以后的硬币分为三类，1角5角1圆硬币，而分辨他们的方法通常有两种。

  第一种通过压力传感器去测量硬币的重力，根据输出不同的重力数值就可以分辨出不同的硬币。

  第二种方案可以通过图像处理的方法分辨，其原理就是通过计算硬币的直径以及面积来确定硬币面值的大小。这篇博客中采用的方案就是通过光学投影的方法在对硬币的投影进行成像，在通过图像处理的方法获得硬币的面积大小，在通过实际测量值对硬币类型跟面积的对应关系进行标定。



整体效果(太丑别在意，这个拿了电赛的省1等奖呢)
  整个项目分为几个部分，第一部分是斜坡装置，斜坡装置的下端有一个挡板，挡板恰好可以实现一个一个硬币的通过，通过挡板后是一个竖直放置的硬币桶，硬币在桶中落成一摞，在硬币桶的最下端有一个硬币厚度高的缝隙，通过舵机驱动摩擦轮旋转，摩擦轮带动平板推动装置在固定的轨道上往返运动，该平板位于硬币桶下方的缝隙，当舵机推动直板(直板有一个V型槽以及两端的肩，V型槽控制硬币走向，肩限制平板推动的最远距离)向前运动时会推动最下放的硬币一直到指定识别区域，这时通过硬币上方的LED照明硬币会在硬币下方的白色背景上呈现硬币的影子，在通过下方的OV7725硬件二值化摄像头采集图像信息提取硬币面积，这样就可以计算硬币的大小，将硬币求出的数值与标定的数值进行对比就可以分辨出当前硬币的面值。获得硬币面值后通过控制带动电磁铁的舵机旋转到指定识别区域，在通过控制继电器使电磁铁通电就可以吸附硬币，吸附硬币之后在控制带动电磁铁的舵机旋转到指定位置，通过断开继电器使电磁铁消磁硬币落下便完成了硬币的分拣。





舵机带动电磁铁，请忽略上面的锡纸



屏幕显示也很丑(= =)



控制程序流程图

  项目进行时遇到的问题及解决方法：

  问题1：推送的硬币位置不确定。

  解决方案：推送硬币的位置不确定分为两种形式，第一是距离硬币桶的距离不同。第二种是硬币左右偏移。第一种的硬件解决方法是通过推送板的肩以及肩卡的形式限制硬币推送的距离，软件解决方法是通过给舵机一定的超调量来控制每次都能到达指定位置。第二种的解决方法主要是硬件解决，通过设置平板前端的V型槽，在推送硬币的时候可以保持硬币始终 在V行槽内，以及通过设置平板接触的底板在平板两端有一个横向限位装置可以使平板直线往返运动。

  问题2：电磁铁消磁后硬币扔在电磁铁上。

  解决方案：通过贴非磁性物质，如胶布锡纸等就可以解决这个问题。

  问题3：控制电磁铁吸附硬币时有吸不上的情况。

  解决方案：第一种情况是吸附硬币的延续时间太短。第二种情况是高度太高。解决方法就是增加延时，降低高度。

  问题4：连接电路运行时单片机会被复位。

  解决方案：考虑两种情况，第一是单片机供电功率不足，第二是电磁铁反流太大影响电路正常运行。第一种解决方案只能是加一个稳压芯片，第二种解决方案可以采用两个继电器串联的控制形式。

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