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Hochschule Augsburg University of Applied Sciences M.A.R.S. Technische Projektarbeit 2011 TI-5.

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Präsentation zum Thema: "Hochschule Augsburg University of Applied Sciences M.A.R.S. Technische Projektarbeit 2011 TI-5."—  Präsentation transkript:

1 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences M.A.R.S. Technische Projektarbeit 2011 TI-5

2 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Gliederung Motivation Das Team Hardware HW-Optimierung Datenbank Interface Parallelisierung

3 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Motivation Zielsetzung Entwicklung eines Mobile Augmented Reality Systems, für Schulungszwecke Aufbauend auf Ergebnissen des Trikolus Forschungsprojektes M.E.F.U. (2010) HSAOpenSURF (2011) MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

4 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Motivation Aufgabenstellung Gehäuse Stromversorgung Embedded Linux System Anpassung an Hardware Optimierung Kameras Grafische Oberfläche Datenbank-/anwendung MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

5 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Das Team Tobias Kögelsberger GUI Dokumentation Andrei Ehrlich M.E.F.U. Datenbank Andreas Füger GUI Datenbank MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

6 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Michael Morscher EDV Embedded Linux Christoph Schwarz VHDL Stromversorgung Das Team Markus Bihler GUI Datenbankkonzept MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

7 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Thomas Britzelmeier M.E.F.U. Präsentation Das Team Christopher Proske VHDL Projektleiter MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

8 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Hardware CAMELEON FPGA Kameras 640x480px Auflösung, schwarz/weiss Programmierbarer SPARTAN 3E FPGA Softwaremodule aus Triokolos Projekten MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

9 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Hardware Pandaboard mit LCD Erweiterung Dual-Core ARM9 Prozessor 1 Ghz Taktfrequenz 1024 MB Arbeitsspeicher 7 Touchscreen mit 800x480 Pixel Auflösung SD-Kartenslot --> Genügend Leistung! MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

10 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Stromversorgung Anforderungen 5V Konstantspannung Genügend Leistung für Peripherie und Board Hoher Wirkungsgrad Handelsübliche Bauteile Geringe Wärmeentwicklung Hardware Schaltregler LM2676 KomponentenVerbrauch Pandaboard~ CAMELEON Kameras~ =~ MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

11 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Stromversorgung Layout kompakte Abmessungen kurze stromführende Pfade von Hand herstellbar Hardware MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

12 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Ergebnis --> Universell einsetzbare Stromversorgungsplatine 8V-40V Eingangsspannung 5V Konstantspannung 3A maximale Belastbarkeit Wirkungsgrad größer als 90% 8x2700mAh NI-MH AA Akkus Hardware MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

13 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Hardware Gehäuse Mobil, stabil, modular Brennpunkt für Kameras Platz für alle Komponenten Probleme Höhe Pandaboard Fehlender Kamera Autofokus Kurze Displayflachbandkabel Kameras Gehäuse Objekt ca. 30° ca. 60 cm MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

14 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Hardware Gehäuse Material: Sperrholz lackiert Leicht Stabil Maße von 20xx10 Modulares Trägersystem Batteriefach AN/AUS Schalter MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

15 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Hardware Gehäuse BILD VORNE BILD Hinten MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

16 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Hardware MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

17 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Datenbank n:1 1:n n:1 n:n Mars XML-Datei MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

18 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences M.A.R.S. DB-Tool Anlegen von Komponenten Erstellen von Tutorials Eigenentwicklung Datenbank Software Paket MEFU Database-Creator Einlesen neuer Objekte Ergebnis der Projektarbeit MEFU. MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

19 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Komponentendaten in Textdatei eingeben und als Shellskript abspeichern DB.sh über Konsole ausführen. marsXMLgenerator.sh wird im Hintergrund ausgeführt Ergebnis: XML-Datei die von der M.A.R.S. Software verwendet werden kann Datenbank M.A.R.S. DB-Tool MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

20 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Datenbank Besonderheiten Benutzerfreundliche Datenerfassung Kommentare möglich Shell Syntax Highlighting Vorteile Kurze Einlernphase Hohe Kapselung Systemunabhängig MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

21 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Datenbank Beispiel: MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

22 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Software Anforderungen GUI Linux kompatibel Ressourcenschonend Kompatibel mit OpenCV Intuitiv bedienbar Interaktive Funktionalität Unsere Wahl: GTK+ nutzt C/C++ Plattformunabhängig einfache Programmierschnittstelle MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

23 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Software Free ModeTutorial Mode Modus? Start ENDE M.E.F.U. fertig? Allgemeiner Ablauf GUI MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

24 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Software Start Nächstes Objekt bestimmen Erkannte Objekte markieren Tutorial Buttons anzeigen Ende Komponenten Markieren Next-, Prev- und Back Butten anzeigen Beschreibungstext anzeigen Anweisungstext anzeigen Free Mode Ende Start Tutorial Mode MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

25 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Software FPGA - Kameras MEFUMARS Zeit Bild anfordern Bild aufnehmen Objekterkennung Bild abholen Bild anfordern Bild aufnehmen neues Bild verfügbar Leerlauf GUI gesperrt! ein gemeinsamer Thread GUI gesperrt! GUI neu zeichnen MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

26 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Software FPGA - KamerasMEFU - ThreadMARS - Thread Zeit Bild abholen Bild anfordern Bild aufnehmen Objekterkennung Bild anfordern Bild aufnehmen Bild abholen GUI neu zeichnen Objekterkennung Bild anfordern Bild aufnehmen neues Bild verfügbar Objekterkennung Bild abholen GUI neu zeichnen neues Bild verfügbar GUI bedien bar MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

27 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences VHDL Kamera Cypress USB Sensor VDEC IntegralbildSURFUSB SDRAM Controller μBlaze SDRAM FPGA (Spartan 3E) PLB Aufgabe Erstellen eines IP-Cores für eine Integralbild Berechnung Vorteile schnellere Berechnung Softcore wird entlastet MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

28 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences VHDL Orginalbild Integralbild Integrierer IP-Core Nutzen Integralbild --> Berechnung einer Fläche für SURF-Algorithmus MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

29 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Struktur des IP-Cores VHDL Mem Ctrl Master Burst FIFO Integrierer + BRAM Mem_ctrl Sensor (VDEC) PLB Softcore Daten Daten + Sync Daten + Sync + Enabele PLB-Control Sync skip full controllstatus integrierer_main.vhd user_logic.vhd Integrierer.vhd MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

30 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences VHDL Eigenschaften Skalar Höhere Taktfrequenz als PLB möglich Geringer Ressourcenverbrauch 848 Slices 1041 FlipFlop 1194 Lookup Table 3 BRAM Blöcke IP-Core kann wiederverwendet werden MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDL

31 Hochschule Augsburg University of Applied Sciences Fazit Herstellung eines Gehäuses Herstellung einer Energieversorgung Entwicklung eines Datenbanktools Erweiterung des MEFU Projekts Entwicklung eines Integrierer IP-Core Funktionierendes Mobiles Augmented Reality System MotivationTeamHardwareDatenbankSoftwareVHDLFazit


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