კომპიუტერული ხედვის კონტროლირებადი ეტლი მანეკენით: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

პროექტი AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC. ინსტრუქტაჟი AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

ჩვენ შევქმენით ინვალიდის ეტლი ბორბლებით, რომელსაც აკონტროლებს არდუინოს დაფა, რომელიც თავის მხრივ კონტროლდება ჟოლოს პიკით, რომელიც მუშაობს openCV დამუშავების გზით. როდესაც OpenCV– ში ვხვდებით სახეებს, ჩვენ მისკენ ვაძრობთ ინვალიდის ეტლს, ისე ვტრიალებთ მას პირისკენ და მანეკენი (მისი პირით) გადაიღებს ძალიან საშინელ სურათს და გაუზიარებს მას მსოფლიოს. ეს ბოროტებაა.

ნაბიჯი 1: ინვალიდის ეტლის დიზაინი, პროტოტიპი და სქემა

თავდაპირველი კონცეფცია ემყარებოდა იმ აზრს, რომ მოძრავ ნაწილს შეეძლო დაეზუსტებინა უეჭველი თანაკლასელები და გადაეღო მათ მახინჯი სურათები. ჩვენ გვსურდა შეგვეძლოს ხალხის შეშინება მათკენ მოძრაობით, თუმცა არ ვთვლიდით, რომ ძრავის მექანიკური პრობლემები ასე რთული იქნებოდა. ჩვენ განვიხილეთ ისეთი მახასიათებლები, რომლებიც ცალი გახდის მაქსიმალურად მიმზიდველს (ბოროტი გზით) და გადავწყვიტეთ განვახორციელოთ მანეკენი ინვალიდის ეტლზე, რომელიც შეიძლება გადავიდეს ადამიანებისკენ კომპიუტერული ხედვის გამოყენებით. შედეგის პროტოტიპი გააკეთა AJ- მ ხის და ქაღალდისგან, ხოლო რეიმ და რებეკამ გააკეთეს OpenCV ჟოლოს პიზე, რათა დარწმუნდნენ, რომ სახეები საიმედოდ შეიძლება გამოვლინდეს.

ნაბიჯი 2: მასალები და დაყენება

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

2x სკუტერის ძრავა

2x Cytron საავტომობილო დაფები

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

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

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

1x 12 ვ დატენვის ბატარეა

პლაივუდი

L- ფრჩხილები

რეზინის იატაკი

ნაბიჯი 3: ინვალიდის ეტლისთვის ძრავის დამზადება და მანეკენის თავი

AJ– მ დაამზადა აპარატი, რომელიც აფიქსირებს სკუტერის ძრავებს (2) საჭის სკამის ბოლოში და მიამაგრებს მოედნის ფრჩხილს საბაჟო დამზადებული რეზინის დროის ქამარს. თითოეული ძრავა დამონტაჟებულია ცალკე და ფიქსირდება შესაბამის ბორბალზე. ორი ბორბალი, ორი ძრავა. შემდეგ ძრავები იკვებება სიმძლავრით და მიწით ორი Cytron საავტომობილო დაფის მეშვეობით Arduino (1) to Raspberry Pi (1), ყველა ელემენტი იკვებება 12 ვოლტიანი დატენვის ბატარეით (1). საავტომობილო აპარატები შეიქმნა პლაივუდის, L- ფრჩხილების, კვადრატული ფრჩხილების და ხის შესაკრავების გამოყენებით. ფაქტობრივი ძრავის გარშემო ხის საყრდენის შექმნით, ინვალიდის ეტლის ძირში ძრავის დაყენება გაცილებით ადვილი იყო და მისი გადატანა შესაძლებელი იყო დროის ქამრის გამკაცრების მიზნით. საავტომობილო აპარატები დამონტაჟდა ინვალიდის ეტლის ლითონის ჩარჩოს გაბურღვით და ხის ჩარჩოზე L- ფრჩხილებით მიმაგრებით.

დროის ქამრები დამზადებულია რეზინის იატაკისგან. რეზინის იატაკს უკვე გაკეთებული ჰქონდა მოედანი, რომელიც მსგავსი იყო ძრავების ტრიალებს. თითოეული ნაჭერი მოჭრილია იმ სიგანეზე, რომელიც მუშაობს ძრავების ბრუნვის ფრჩხილთან. თითოეული ნაჭერი მოჭრილი რეზინი ერთმანეთთან იყო შერწყმული და ქმნიდა "ქამარს" ერთი ბოლოსა და მოპირდაპირე ბოლოში შეპარსვით და მცირე რაოდენობის ბარჟის წებოს გამოყენებით დასაკავშირებლად. ბარჯი ძალიან საშიშია და მისი გამოყენებისას უნდა ატაროთ ნიღაბი, ასევე გამოიყენოთ ვენტილაცია. მე შევქმენი დროის ქამრის ზომის რამდენიმე სახეობა: სუპერ მჭიდრო, მჭიდრო, ზომიერი. შემდეგ ქამარი საჭირო იყო ბორბალთან დაკავშირება. ბორბალს აქვს მცირე ზომის ზედაპირი ბაზაზე, რომელიც თან ახლავს ქამარს. ეს პატარა სივრცე გაიზარდა მუყაოს ცილინდრით, რომლის დროსაც ქამარი რეზინის ცხელი წებო იყო მის ზედაპირზე. ამრიგად, დროის ქამარს შეუძლია საჭე დაიჭიროს, რათა დაეხმაროს მას ტრიალი სკუტერის ძრავასთან სინქრონიზაციაში.

AJ– მ ასევე შექმნა საცდელი თავი, რომელიც აერთიანებს Raspberry Pi– ს კამერის მოდულს. რეიმ გამოიყენა დამამცირებელი თავი და დაამონტაჟა Pi კამერა და დაფა დუმალის პირის არეში. სლოტები შეიქმნა USB და HDMI ინტერფეისებისთვის, ხოლო ხის ჯოხი გამოიყენება კამერის სტაბილიზაციისთვის. კამერა დამონტაჟებულია საბაჟო 3D ბეჭდვით ნაწილზე, რომელსაც აქვს დანართი 1/4-20 ხრახნებზე. ფაილი თან ერთვის (მიღებულია რეის მიერ რამისგან). AJ– მა შექმნა თავი მუყაოს, წებოვანი ლენტისა და ქერა პარიკის გამოყენებით მარკერებით. ყველა ელემენტი ჯერ კიდევ პროტოტიპის ეტაპზეა. თავსაბურავი მოკალათებული ქალი მანეკენის სხეულზე და ეტლის სავარძელში მოათავსეს. თავი მიამაგრეს მანეკენს მუყაოს ჯოხის გამოყენებით.

ნაბიჯი 4: კოდის წერა და დაკალიბრება

რებეკამ და რეიმ პირველად სცადეს openCV- ის დაყენება პირდაპირ raspi– ით პითონთან ერთად (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-…. თუმცა ის ცოცხლად არ მუშაობს. საბოლოოდ პითონის გამოყენებით openCV– ს დაყენების მრავალი მცდელობის შემდეგ, ჩვენ გადავწყვიტეთ გადავიდეთ pi– ზე, რადგან დამუშავების openCV ბიბლიოთეკა საკმაოდ კარგად მუშაობს. იხილეთ https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp… გაითვალისწინეთ ისიც, რომ ის მუშაობს GPIO პორტებთან, რომელსაც შემდეგ შეგვიძლია გამოვიყენოთ აკონტროლეთ arduino სერიული კომუნიკაციის გამოყენებით.

რეიმ დაწერა კომპიუტერის ხედვის კოდი, რომელიც ეყრდნობა xml ფაილს, რომელიც მიმაგრებულია სახის გამოვლენისთვის. ძირითადად ის ხედავს, თუ სახის ოთხკუთხედი ცენტრია ცენტრის მარჯვნივ ან მარცხნივ და მოძრაობს ძრავები საპირისპირო მიმართულებით ისე, რომ სავარძელი გადაატრიალოს სახეზე. თუ სახე საკმარისად ახლოს არის, ძრავები ჩერდება სურათის გადასაღებად. თუ სახეები არ არის გამოვლენილი, ჩვენ ასევე ვჩერდებით იმისათვის, რომ არ გამოიწვიოს ზედმეტი დაზიანება (თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ეს ფუნქციონირება, თუ ფიქრობთ, რომ ეს არ არის საკმარისად ბოროტი).

რებეკამ დაწერა არდუინოს კოდი საავტომობილო დაფასთან ინტერფეისის გამოყენებით პიზე დამუშავების სერიული გამოყენებით. მნიშვნელოვანი გასაღებები ხსნის usb სერიულ პორტს ACM0 არდუინოსთან და აკავშირებს ჟოლოს pi არდუინოსთან USB კაბელის საშუალებით. დააკავშირეთ არდუინო DC ძრავის მძღოლთან, რათა გააკონტროლოთ ძრავის სიჩქარე და მიმართულება, გაგზავნეთ მიმართულება და სიჩქარის ბრძანებები ჟოლოს პიდან არდუინოში. ძირითადად რეის დამუშავების კოდი ეუბნება ძრავას სიჩქარეზე, ხოლო არდუინო სამართლიან გამოცნობას აკეთებს ბრძანების ხანგრძლივობაზე.

ნაბიჯი 5: ინვალიდის ეტლის, მანეკენის, კოდისა და ტესტის ინტეგრირება

ყველა ნაწილის ერთმანეთთან შეთავსებით, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ მთავარი საკითხი იყო ძრავის დაკავშირება ინვალიდის ეტლის ბორბლებთან, რადგან დროის ქამრები ხშირად იშლებოდა. ორივე ძრავა დამონტაჟდა

ინვალიდის ეტლი თავდაყირა უფრო ადვილი მონტაჟისთვის. ორივე ძრავა კარგად მუშაობდა 12 ვოლტიანი ბატარეის წყაროსთან მიერთებისას. როდესაც ინვალიდის ეტლი თავდაყირა დატრიალდა, ძრავებს უჭირდათ სკამის გადატანა წინ და წინ, თვით სკამის წონის გამო. ჩვენ შევეცადეთ ისეთი რამ, როგორიცაა დროის ქამრის სიგანეების შეცვლა, ქამრის გვერდებზე ჩამაგრება და მამოძრავებელი ძალის გაზრდა, მაგრამ არცერთი არ მუშაობდა საიმედოდ. თუმცა, ჩვენ შევძელით ნათლად დემონსტრირება, როდესაც სახეები სკამის თითოეულ მხარესაა, ძრავები გადაადგილდება შესაბამისი საპირისპირო მიმართულებით ჟოლოს პითან სახის გამოვლენის გამო, ასე რომ დამუშავების და არდუინოს კოდები მუშაობს ისე, როგორც განზრახულია და ძრავები შეიძლება სათანადოდ გაკონტროლდეს. შემდეგი ნაბიჯები არის უფრო მძლავრი გზა სავარძლის ბორბლების მართვისა და მანეკენის სტაბილურობისათვის.

ნაბიჯი 6: ისიამოვნეთ თქვენი ახალი ბოროტი მანეკენი-ინვალიდის ეტლით

ჩვენ ბევრი რამ ვისწავლეთ ძრავებისა და დრაივერების დამზადების შესახებ. ჩვენ შევძელით სახის გამოვლენის გაშვება ჟოლოს ორმოს პატარა მანქანაზე. ჩვენ გავარკვიეთ, როგორ გავაკონტროლოთ ძრავები საავტომობილო დაფებით და როგორ მუშაობს ძრავების სიმძლავრე. ჩვენ გავაკეთეთ რამდენიმე მაგარი მანეკენი და ფიგურები და პროტოტიპები, და კამერაც კი ჩავდეთ პირში. ჩვენ ვმხიარულობდით, როგორც გუნდი, რომელიც დასცინოდა სხვა ადამიანებს. ეს იყო დაჯილდოების გამოცდილება.