Karrige me rrota e kontrolluar me vizion kompjuterik me manekin: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Projekti nga AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC. I udhëzueshëm nga AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

Ne krijuam një karrige me rrota me rrota të kontrolluara nga një tabelë Arduino, e cila nga ana tjetër kontrollohet nga një pi mjedër që operon openCV përmes Processing. Kur zbulojmë fytyra në openCV, ne i lëvizim motorët drejt tij, duke e kthyer karrigen me rrota në mënyrë që të përballet me personin, dhe manekeni (përmes gojës së tij) do të bëjë një fotografi shumë të frikshme dhe do ta ndajë me botën. Kjo është e keqe.

Hapi 1: Dizajni, Prototipi dhe Skemat e Karriges me Karrocë

Koncepti fillestar u bazua në idenë se një pjesë e lëvizshme do të jetë në gjendje të spiunojë shokët e klasës që nuk dyshojnë dhe të bëjë fotografi të shëmtuara të tyre. Ne donim që të ishim në gjendje t'i trembim njerëzit duke lëvizur drejt tyre, megjithëse nuk kishim parashikuar që problemet mekanike motorike të ishin aq të vështira. Ne i konsideruam tiparet që do ta bënin pjesën sa më tërheqëse (në një mënyrë të keqe) sa të ishte e mundur dhe vendosëm të zbatonim një manekinë në një karrige me rrota e cila mund të lëvizë drejt njerëzve që përdorin vizionin kompjuterik. Një prototip i rezultatit u bë nga AJ nga druri dhe letra, ndërsa Ray dhe Rebecca bënë që OpenCV të funksiononte në një pi mjedër, duke u siguruar që fytyrat të zbulohen me besueshmëri.

Hapi 2: Materialet dhe konfigurimi

1x karrige me rrota (https://www.amazon.com/Medline-Lightweight-Transpo…

2 herë motorë skuter

2x borde motorike Cytron

1x arduino UNO R3 (https://www.amazon.com/Arduino-Uno-R3-Microcontrol…

1x mjedër pi 3 (https://www.amazon.com/Raspberry-Pi-RASPBERRYPI3-M…

1x kamera mjedër pi v2 (https://www.amazon.com/Raspberry-Pi-Camera-Module-…

Bateri 1x 12v e ringarkueshme

kompensatë

Kllapa L

parket gome

Hapi 3: Fabrikimi i bashkëngjitjes së motorit në karrige me rrota dhe kokës së manekinës

AJ fabrikoi një aparat që fikson motorët e skuterit (2) në pjesën e poshtme të karriges me rrota dhe e lidhi kllapën e katranit në një rrip të kohës prej gome të bërë me porosi. Çdo motor është instaluar veçmas dhe është fiksuar në një rrotë përkatëse. Dy rrota, dy motorë. Motorët pastaj ushqehen me energji dhe tokëzohen përmes dy bordeve të motorëve Cytron në Arduino (1) në Raspberry Pi (1), të gjithë elementët mundësohen me një bateri të rimbushshme 12 volt (1). Aparatet motorike u krijuan duke përdorur kompensatë, kllapa L, kllapa katrore dhe fiksues druri. Duke krijuar një mbajtëse druri rreth motorit aktual, instalimi i motorit në vend në pjesën e poshtme të karriges me rrota ishte shumë më i lehtë dhe mund të lëvizet për të shtrënguar rripin e kohës. Aparatet motorike u instaluan duke shpuar kornizën metalike të karriges me rrota dhe duke e fiksuar drurin në kornizë me kllapa L.

Rripat e kohës janë bërë nga dysheme gome. Dyshemeja prej gome kishte një hap të bërë tashmë që ishte i ngjashëm në madhësi me kllapat e rrotullimit të motorëve. Çdo pjesë u shkurtua në gjerësinë që punon me kllapat e rrotullimit të motorëve. Çdo pjesë e gomës së prerë u bashkua së bashku duke krijuar një "rrip" duke lëmuar njërin skaj dhe skajin e kundërt dhe duke aplikuar një sasi të vogël zam Barge për t'u lidhur. Barge është shumë e rrezikshme, dhe ju duhet të mbani një maskë gjatë përdorimit të saj, gjithashtu përdorni ventilim. Kam krijuar disa lloje të madhësive të rripit të kohës: super të ngushtë, të ngushtë, të moderuar. Rripi atëherë duhej të lidhej me timonin. Rrota në vetvete ka një sasi të vogël të sipërfaqes në bazë për të shoqëruar një rrip. Kjo hapësirë e vogël u rrit me një cilindër kartoni me gome të rripit të kohës të ngjitur nxehtë në sipërfaqen e saj. Në këtë mënyrë rripi i kohës mund të kapë timonin për ta ndihmuar atë të rrotullohet në sinkron me motorin e rrotullimit të skuterit.

AJ gjithashtu krijoi një kokë bedel që integron modulin e kamerës së Raspberry Pi. Ray përdori kokën bedel dhe instaloi kamerën dhe tabelën Pi në zonën e gojës së bedelit. Slots u krijuan për ndërfaqet USB dhe HDMI, dhe një shufër prej druri përdoret për të stabilizuar kamerën. Kamera është montuar në një copë të printuar me porosi 3D e cila ka një shtojcë për 1/4-20 vida. Skedari është i bashkangjitur (miratuar për përshtatje nga Ray nga sendi i sendeve). AJ krijoi kokën duke përdorur karton, shirit ngjitës dhe një parukë bjonde me shënues. Të gjithë elementët janë ende në fazën e prototipit. Koka bedel ishte e montuar në trupin e një manekineje femër dhe ishte vendosur në sediljen e karriges me rrota. Koka ishte ngjitur në manekin duke përdorur një shufër kartoni.

Hapi 4: Shkrimi dhe Kalibrimi i Kodit

Rebecca dhe Ray fillimisht u përpoqën të instalonin openCV direkt në raspi me python (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-…. Megjithatë nuk duket se funksionon drejtpërdrejt. Përfundimisht pas shumë përpjekjeve për të instaluar openCV duke përdorur python dhe dështuar, vendosëm të shkonim në Përpunim në pi sepse biblioteka openCV në Përpunim funksionon mjaft mirë. Shih https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp… Vini re gjithashtu se punon me portat GPIO të cilat më pas mund t'i përdorim kontrolloni arduinon duke përdorur komunikimin serik.

Ray shkroi kodin e shikimit të kompjuterit i cili mbështetet në skedarin xml të bashkangjitur për zbulimin e fytyrave. Në thelb ai sheh nëse qendra e drejtkëndëshit të fytyrës është në të djathtë ose në të majtë të qendrës, dhe lëviz motorët në drejtime të kundërta në mënyrë që të rrotullohet karrigia në fytyrë. Nëse fytyra është mjaft afër, motorët ndalen për të bërë një fotografi. Nëse nuk zbulohen fytyra, ne gjithashtu ndalojmë në mënyrë që të mos shkaktojmë lëndime të panevojshme (mund ta ndryshoni atë funksionalitet nëse mendoni se nuk është aq e keqe sa duhet).

Rebecca shkroi kodin Arduino për t'u ndërlidhur me bordin motorik duke përdorur komunikimin serik me Processing në pi. Çelësat e rëndësishëm janë hapja e portës serike usb ACM0 në Arduino dhe lidhja e mjedrës pi me Arduino përmes një kabllo USB. Lidhni Arduino me një drejtues të motorit DC për të kontrolluar shpejtësinë dhe drejtimin e një motori, duke dërguar komanda drejtimi dhe shpejtësie nga mjedra pi në Arduino. Në thelb kodi i përpunimit të Ray i tregon motorit shpejtësinë për të ecur ndërsa Arduino bën një supozim të drejtë në kohëzgjatjen e komandës.

Hapi 5: Integroni Karrigen me rrota, Manekinin dhe Kodin dhe Testin

Duke i bashkuar të gjitha pjesët, zbuluam se çështja kryesore ishte lidhja e motorit me rrotat e karriges me rrota, sepse rripat e kohës shpesh do të rrëshqisnin. Të dy motorët u instaluan me

karrige me rrota me kokë poshtë për instalim më të lehtë. Të dy motorët funksiononin mirë ndërsa ishin të lidhur me burimin e baterisë 12 volt. Kur karriget me rrota u përmbysën drejt, motorët kishin probleme të lëviznin karrigen mbrapa dhe përpara për shkak të peshës së vetë karriges. Ne provuam gjëra të tilla si ndryshimi i gjerësisë së rripit të kohës, shtimi i kunjave në anët e brezit dhe rritja e forcës lëvizëse, por asnjëra nuk funksionoi me besueshmëri. Megjithatë, ne ishim në gjendje të demonstronim qartë kur fytyrat janë në secilën anë të karriges, motorët do të lëvizin në drejtimin e kundërt përkatës për shkak të zbulimit të fytyrës me pi mjedër, kështu që kodet e Përpunimit dhe Arduino funksionojnë sipas synimit, dhe motorët mund të kontrollohen në mënyrë të përshtatshme. Hapat e ardhshëm janë të krijoni një mënyrë më të fuqishme për të drejtuar rrotat e karriges dhe për ta bërë manekinin të qëndrueshëm.

Hapi 6: Shijoni Manekinin-Karrocën tuaj të Re të Keqe

Mësuam shumë për fabrikimin e motorëve dhe drejtuesve. Ne arritëm të drejtonim zbulimin e fytyrës në një makinë të vogël me gropë mjedre. Ne kuptuam se si të kontrollojmë motorët me pllaka motorike dhe mënyrën e funksionimit të fuqisë për motorët. Ne bëmë disa manekinë dhe figura dhe prototipe të lezetshme, madje vendosëm një aparat fotografik në gojën e tij. Ne u argëtuam si një ekip duke u tallur me njerëzit e tjerë. Ishte një përvojë shpërblyese.