Valós idejű arcfelismerő és nyomkövető robot arduino segítségével

Szerettél volna már egy Arckövető robotkarot vagy robotot építeni egyszerűen az Arduino használatával, és nem bármilyen más programozással, mint például az OpenCV, a vizuális alapok C #? Ezután olvassa el, ebben a projektben az arcfelismerést fogjuk megvalósítani az Arduino és az Android erejének ötvözésével. Ebben a projektben a mobil kamera az Ön arcával együtt mozog a szervók segítségével. Az Android mobiltelefon itt történő használatának előnye, hogy nem kell befektetnie egy kameramodulba, és a teljes képérzékelési munka elvégezhető magában a telefonban, ehhez nem kell Arduino-ját csatlakoztatnia a számítógépéhez. Itt az Arduinóval ellátott Bluetooth modult használtuk a mobil vezeték nélküli kommunikációjához.

A projektben használt Android alkalmazást az Android feldolgozása segítségével hozták létre, vagy közvetlenül telepítheti az alkalmazást az APK fájl letöltésével (a továbbiakban olvassa el a linket), vagy felteheti a programozási sapkáját, és a megadott feldolgozási kód segítségével elkészítheti saját vonzóbb Android alkalmazását. tovább az oktatóanyagban. Tudjon meg többet a feldolgozásról a korábbi feldolgozási projektjeink ellenőrzésével.

A bemutató végére lesz egy Mini Tilt és Span robotkar, amely képes követni az arcodat és mozogni vele. Ezzel (további előrelépéssel) rögzítheti vlog videóit, vagy akár szelfizhet is a mobiltelefon hátsó kamerájával, mivel az arcát pontosan a mobil képernyőjének középpontjába helyezi. Így!! Érdekesen hangzik? A bemutató végén ellenőrizze a bemutató videót, hogy működjön. Lássuk, hogyan építhetünk egyet…

Mindent megtettem, hogy ez a projekt a lehető legegyszerűbben működjön, bárki, aki rendelkezik a hardverrel vagy a kódolással kapcsolatos minimális ismeretekkel, használhatja ezeket az irányelveket, hogy pillanatok alatt működjön a projekt. Azonban miután elkészítette, azt javaslom, hogy lépjen a kódok mögé, hogy valóban tudja, mitől és hogyan működik ez a dolog.

Szükséges anyagok:

1. Arduino Nano
2. Szervomotor SG90 - 2Nos
3. Android telefon tisztességes kamerával
4. HC-05 / HC-06 Bluetooth modul
5. Számítógép a programozáshoz
6. 3D nyomtató (opcionális)
7. 9V-os akkumulátor

A szükséges alkatrészek 3D nyomtatása (opcionális):

A mobiltelefon mozgatásához szükségünk van néhány mechanikus szerkezetre, például mobil tartóra és néhány szervo konzolra. Használhat kartonpapírt is, mivel van 3D nyomtatóm, ezért úgy döntöttem, hogy ezeket az alkatrészeket 3D-re nyomtatom.

A 3D nyomtatás lenyűgöző eszköz, amely sokat hozzájárulhat prototípus-projektek építésénél vagy új mechanikai tervek kísérletezésénél. Ha még nem fedezte fel a 3D nyomtató előnyeit vagy működését, elolvashatja a Kezdő útmutató a 3D nyomtatáshoz.

Ha 3D nyomtatóval rendelkezik vagy rendelkezik hozzáféréssel, akkor az innen letölthető STL fájlokat közvetlenül kinyomtathatja és összeállíthatja. Azonban néhány alkatrészhez, például a mobiltelefon tartóhoz, szükség lehet némi módosításra a telefon méretei alapján. A MOTO G mobiltelefonomhoz terveztem. Az összes alkatrész kinyomtatásához egy nagyon egyszerű nyomtatómat használtam. A nyomtató a 3ding FABX v1-es verziója, amely megfizethető áron, 10 köbcentiméteres nyomtatási térfogattal rendelkezik. Az olcsó ár kompromisszumot jelent alacsony nyomtatási felbontással, SD-kártya és nyomtatás folytatás nélküli funkcióval. A Cura nevű szoftvert használom az STL fájlok kinyomtatásához. Az alábbiakban megadom azokat a beállításokat, amelyeket az anyagok kinyomtatásához használtam. Ugyanezeket használhatja, vagy megváltoztathatja a nyomtató alapján.

Miután kinyomtatta az összes szükséges anyagot, csavarokkal és forró ragasztóval rögzítheti azokat a helyükön. Miután az összeszerelés befejeződött, az alábbiakban valami ilyennek kell kinéznie.

Séma és hardver:

Az okostelefonos arckövetés áramköre az alábbi képen látható:

Az áramkör két szervomotorból áll, amelyek közül az egyik a mobiltelefon balra / jobbra mozgatására szolgál, a másik pedig a mobiltelefon fel / le billentésére szolgál. A szervo mozgásának irányát az Arduino Nano utasítja, amely maga is információt szerez a Bluetooth (HC-05) modulból. Az egész áramkört 9 V-os akkumulátor táplálja.

Ezt az áramkört egyszerűen csatlakoztathatja a kenyérlapjára, vagy rá is forraszthatja ezeket egy kis Perf táblára, ahogy ezt itt tettem.

Az Android alkalmazás beállítása:

Mint korábban említettem, a projekt mögött álló fő agy ez az Android alkalmazás. Ezt az androidos alkalmazást az Android feldolgozása segítségével fejlesztették ki. Az alkalmazást közvetlenül telepítheti mobiltelefonjára, és elindíthatja az alábbi lépések végrehajtásával.

1. Töltse le az APK fájlt innen.
2. Kapcsolja be a fenti áramkört.
3. A telefon beállításai között keresse meg a „HC-05” nevű Bluetooth modult
4. Ha másnak nevezte el, mint „HC-05”, cserélje vissza HC-05-re, mert csak akkor működik az alkalmazás.
5. Párosítson Bluetooth moduljával az „1234” vagy „0000” jelszóval.
6. Most indítsa el az alkalmazást álló módban. Látnia kell a fényképezőgép képernyőjét, valamint a képernyő tetején a „Csatlakoztatva: HC-05” részt.
7. Próbálja meg mozgatni a fényképezőgépet egy arc felett, és annak tetején egy zöld mezőnek kell megjelennie, és a helyzete a képernyő bal felső sarkában is megjelenik, az alábbiak szerint.

Ezt az Arduino Arckövető Projektet új szintre emelheti, ha rengeteg előrelépést hoz be, amelyekhez nem kell saját Android-alkalmazását kódolnia. Android-alkalmazás létrehozása nehéznek tűnhet, de bízzon bennem a Processing segítségével, pillanatok alatt megtanulhatja. Az alkalmazás elkészítéséhez használt teljes feldolgozási kód letölthető innen. Bármely előrelépést szabadon tehet a saját kreativitásával. Ellenőrizze az alábbi projekteket, ha többet szeretne megtudni a feldolgozásról:

• Virtuális valóság az Arduino és a Processing használatával
• Ping Pong játék az Arduino használatával
• Intelligens telefon által vezérelt FM rádió feldolgozással.
• Arduino radarrendszer feldolgozással és ultrahangos érzékelővel

Az Arduino programozása:

Az Android alkalmazás felismeri az arcot és annak helyzetét a képernyőn; ezután eldönti, hogy az arc helyzete alapján melyik irányba kell elmozdulnia, hogy az arc a képernyő közepére kerüljön. Ezt az irányt ezután a Bluetooth modulon keresztül elküldi az Arduino-nak.

Az Arduino program ehhez a projekthez meglehetősen egyszerű, csak a két szervomotor irányát kell vezérelnünk a Bluetooth modulból kapott értékek alapján. A teljes kód a bemutató végén található, néhány fontos sort az alábbiakban is elmagyaráztam.

A kódsor alatt soros kapcsolatot létesít a D12 csapokkal, mint RX, és a D11 csapokkal, mint TX. Ezért a D12 csapot össze kell kötni a BT modul TX-jével, a D11 csapot pedig a BT modul RX-jével.

SoftwareSerial cam_BT (12, 11); // RX, TX

Ezután inicializáltuk a Bluetooth modult 9600 átviteli sebességgel. Győződjön meg arról, hogy a modul is ugyanazon az adatátviteli sebességen működik. Egyébként ennek megfelelően változtassa meg.

cam_BT.begin (9600); // indítsa el a Bluetooth kommunikációt 9600 baudrate-en cam_BT.println ("Készen áll a parancsok fogadására");

A sor alatt olvasható, hogy mi érkezik a Bluetooth modulon keresztül. Az adatokat a „BluetoothData” változó is menti.

if (cam_BT.available ()) // Olvassa el a Bluetooth-on keresztül érkező információkat {BluetoothData = cam_BT.read (); Serial.print ("Bejövő a BT-től:"); Serial.println (BluetoothData); }

A Bluetooth-tól kapott adatok alapján a motor irányát vezérlik. A motor balra fordításához a motor 2-es értékkel csökken az előző helyzetéből. Növelheti ezt az értéket 2-ről 4-re vagy 6-ra, ha a kar gyorsabb mozgásához van szüksége. De ez rángatózást okozhat, ami instabillá teheti a kamerát.

if (BluetoothData == 49) // Forduljon balra {pos1 + = 2; servo1.write (pos1);} if (BluetoothData == 50) // Forduljon jobbra {pos1- = 2; servo1.write (pos1);} if (BluetoothData == 51) // Forgatás {pos2- = 2; servo2.write (pos2);} if (BluetoothData == 52) // Fordítsa le {pos2 + = 2; servo2.write (pos2);}

Dolgozó:

Ha készen állunk a hardverrel, a kóddal és az Android alkalmazással, ideje cselekedni. Egyszerűen táplálja az Arduino-t, és nyissa meg az androidos alkalmazást. Az alkalmazás automatikusan csatlakozik a HC-05 (neve HC-05) Bluetooth modulhoz, és megvárja az arc észlelését. Egyszerűen helyezze be a telefont a mobiltartónkba, és üljön elé. Észre kell vennie, hogy szervomotorjai mozgatják a telefont, hogy az arca a képernyő közepén legyen. Most mozogjon a kamera hatósugarán belül, és mobiltelefonja követni fogja a mozgását. Kipróbálhatja bármilyen kép elhelyezésével és mozgatásával is.

A projekt teljes működését az alábbi videó mutatja. Sokat építhet