Arvutinägemusega juhitav ratastool mannekeeniga: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Projekt: AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC. Juhendavad AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

Lõime ratastooli ratastega, mida juhib Arduino plaat, mida omakorda juhib vaarika pi, mis töötab OpenCV kaudu Processing. Kui tuvastame openCV -s nägusid, liigutame mootoreid selle poole, keerates ratastooli nii, et see oleks inimese poole suunatud, ning mannekeen (suu kaudu) teeb väga hirmutava pildi ja jagab seda kogu maailmaga. See on kuri.

Samm: ratastooli kujundus, prototüüp ja skeemid

Esialgne kontseptsioon põhines ideel, et teisaldatav tükk suudab pahaaimamatuid klassikaaslasi nuhkida ja neist koledaid pilte teha. Tahtsime inimesi nende poole liigutades hirmutada, kuigi me ei osanud arvata, et mootorimehaanilised probleemid on nii rasked. Me kaalusime funktsioone, mis muudaksid tüki võimalikult haaravaks (kurjal viisil) kui võimalik, ja otsustasime rakendada ratastoolis mannekeeni, mis võib arvutinägemist kasutavate inimeste poole liikuda. Tulemuse prototüübi valmistas AJ puidust ja paberist, samas kui Ray ja Rebecca panid OpenCV töötama vaarika pi abil, tagades, et nägusid on võimalik usaldusväärselt tuvastada.

Samm: materjalid ja seadistamine

1x ratastool (https://www.amazon.com/Medline-Lightweight-Transpo…

2x tõukerataste mootorid

2x Cytron mootoriplaadid

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

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

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

1x 12v laetav aku

vineer

L-sulgud

kummist põrandakate

3. samm: mootori kinnitamine ratastooli külge ja mannekeenipea

AJ valmistas aparaadi, mis kinnitab tõukeratta mootorid (2) ratastooli põhja ja kinnitas pigihoidiku eritellimusel valmistatud kummist hammasrihma külge. Iga mootor paigaldatakse eraldi ja kinnitatakse vastava ratta külge. Kaks ratast, kaks mootorit. Seejärel toidetakse mootoreid vooluga ja jahvatatakse kahe Cytroni mootoriplaadi kaudu Arduino (1) kuni Raspberry Pi (1), kõik elemendid saavad toite 12 -voldise akuga (1). Mootoriseadmed loodi vineeri, L-sulgude, nurksulgude ja puidust kinnitusdetailide abil. Luues tegeliku mootori ümber puidust trakside, oli mootori paigaldamine ratastooli põhjale palju lihtsam ja seda sai liigutada hammasrihma pingutamiseks. Mootoriseadmed paigaldati puurides läbi ratastooli metallraami ja kruvides puit L-klambritega raami külge.

Hammasrihmad olid valmistatud kummist põrandast. Kummist põrandakattel oli juba tehtud sammu suurus, mis oli mootori pöörleva kronsteini suuruselt sarnane. Iga tükk kärbiti laiusele, mis töötab mootorite pöörleva kronsteiniga. Iga lõigatud kummitükk sulatati kokku, luues „vöö”, lihvides ühe ja teise otsa ning kandes ühendamiseks väikese koguse praamiliimi. Praam on väga ohtlik ja selle kasutamise ajal peate kandma maski, samuti ventilatsiooni. Olen loonud mitut sorti hammasrihma suurusi: ülitihe, tihe, mõõdukas. Seejärel tuli rihm ratta külge ühendada. Rattal on vööga kaasas väike aluspind. Seda väikest ruumi suurendati papist silindriga, mille pinnale liimiti kuumalt hammasrihma kumm. Nii saaks hammasrihm ratast haarata, et see saaks pöörleva tõukeratta mootoriga sünkroonis ringi liikuda.

AJ lõi ka näivpea, mis integreerib Raspberry Pi kaameramooduli. Ray kasutas näivpea ja paigaldas Pi kaamera ja tahvli mannekeeni suu piirkonda. USB- ja HDMI -liideste jaoks loodi pesad ning kaamera stabiliseerimiseks kasutatakse puidust varda. Kaamera on paigaldatud kohandatud 3D-trükitud detailile, millel on kinnitus 1/4-20 kruvi jaoks. Fail on manustatud (Ray kinnitas selle sobivuse jaoks Thingaverse'ilt). AJ lõi pea papi, kleeplindi ja markeritega blondi paruka abil. Kõik elemendid on alles prototüübi staadiumis. Mannekeen kinnitati emase mannekeeni keha külge ja asetati ratastooli istmele. Pea kinnitati mannekeeni külge papist varda abil.

Samm: koodi kirjutamine ja kalibreerimine

Rebecca ja Ray proovisid esmalt installida openCV otse raspile koos pythoniga (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera- … kuid see ei tundu töötavat otse. Lõpuks pärast paljusid katseid installida openCV, kasutades pythoni ja ebaõnnestudes, otsustasime minna töötlema pi, kuna openCV raamatukogu töötlemises töötab üsna hästi. Vt https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp … Pange tähele, et see töötab ka GPIO -portidega, mida saame seejärel kasutada juhtida arduinot jadakommunikatsiooni abil.

Ray kirjutas arvuti nägemiskoodi, mis tugineb nägude tuvastamiseks manustatud xml -failile. Põhimõtteliselt näeb see, kas näo ristküliku kese on keskpunktist paremale või vasakule, ja liigutab mootoreid vastassuunas, et tooli näo poole pöörata. Kui nägu on piisavalt lähedal, peatatakse mootorid pildistamiseks. Kui nägusid ei tuvastata, peatume ka selleks, et mitte tekitada tarbetuid vigastusi (saate seda funktsiooni muuta, kui arvate, et see pole piisavalt kuri).

Rebecca kirjutas Arduino koodi liidesesse mootoriplaadiga, kasutades jadaühendust töötlemisega pi. Olulised võtmed on USB -jadapordi ACM0 avamine Arduinoga ja vaarika pi ühendamine Arduinoga USB -kaabli kaudu. Ühendage Arduino alalisvoolumootoriga, et juhtida mootori kiirust ja suunda, saates suuna- ja kiiruskäske vaarika pi -lt Arduinole. Põhimõtteliselt ütleb Ray töötlemiskood mootorile kiiruse, mille võrra edasi liikuda, samas kui Arduino arvab õigesti käsu kestuse.

Samm: integreerige ratastool, mannekeen ning kood ja test

Kõiki osi kokku pannes leidsime, et põhiküsimus oli mootori ühendamine ratastooli ratastega, sest hammasrihmad libisevad sageli maha. Mõlemad mootorid paigaldati koos

ratastool tagurpidi lihtsamaks paigaldamiseks. Mõlemad mootorid töötasid hästi, kui need olid ühendatud 12-voldise akuallikaga. Kui ratastool ise püsti keerata, oli mootoritel tooli enda raskuse tõttu raskusi tooli taha- ja ettepoole liigutamisega. Proovisime selliseid asju nagu hammasrihma laiuse muutmine, turvavöö külgedele tihvtide lisamine ja tõukejõu suurendamine, kuid ükski ei töötanud usaldusväärselt. Siiski suutsime selgelt näidata, kui näod on tooli mõlemal küljel, mootorid liiguvad vaarika pi näotuvastuse tõttu sobivas vastassuunas, seega töötlemise ja Arduino koodid toimivad ettenähtud viisil ning mootoreid saab vastavalt juhtida. Järgmised sammud on teha jõulisem viis tooli rataste juhtimiseks ja mannekeeni stabiilseks muutmiseks.

Samm: nautige oma uut kurja mannekeeni-ratastooli

Saime palju teada mootorite ja juhtide valmistamisest. Meil õnnestus käivitada näotuvastus väikesel vaarikaauguga masinal. Mõtlesime välja, kuidas mootoriplaatidega mootoreid juhtida ja kuidas mootorite võimsus töötab. Tegime lahedaid mannekeene ning figuure ja prototüüpe ning panime isegi kaamera suhu. Meil oli meeskonnana lõbus teiste inimeste üle nalja teha. See oli rahuldust pakkuv kogemus.