Bilgisayar Görüntüsü Kontrollü Mankenli Tekerlekli Sandalye: 6 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC tarafından proje. AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC tarafından öğretilebilir.

Arduino kartı tarafından kontrol edilen tekerlekli bir tekerlekli sandalye oluşturduk ve bu da İşleme yoluyla openCV çalıştıran bir ahududu pi tarafından kontrol ediliyor. OpenCV'de yüzleri algıladığımızda motorları ona doğru hareket ettirerek tekerlekli sandalyeyi kişiye bakacak şekilde çeviriyoruz ve manken (ağzından) çok korkunç bir resim çekip dünya ile paylaşacak. Bu kötü.

Adım 1: Tekerlekli Sandalyenin Tasarımı, Prototipi ve Şeması

İlk konsept, hareketli bir parçanın şüphelenmeyen sınıf arkadaşlarını gözetleyebileceği ve onların çirkin fotoğraflarını çekebileceği fikrine dayanıyordu. Motor mekanik problemlerinin bu kadar zor olacağını tahmin etmesek de, onlara doğru hareket ederek insanları korkutabilmek istedik. Parçayı olabildiğince çekici (kötü bir şekilde) yapacak özellikleri düşündük ve tekerlekli sandalyede bilgisayar görüşü kullanan insanlara doğru hareket edebilen bir manken uygulamaya karar verdik. Sonucun bir prototipi AJ tarafından ahşap ve kağıttan yapılırken, Ray ve Rebecca OpenCV'yi bir ahududu pi üzerinde çalıştırarak yüzlerin güvenilir bir şekilde algılanabilmesini sağladı.

Adım 2: Malzemeler ve Kurulum

1 adet tekerlekli sandalye (https://www.amazon.com/Medline-Lightweight-Transpo…

2x scooter motorları

2x Cytron motor kartları

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

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

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

1x 12v şarj edilebilir pil

kontrplak

L-parantezler

kauçuk döşeme

Adım 3: Tekerlekli Sandalye Bağlantısı ve Manken Başlığına Motor İmalatı

AJ, scooter motorlarını (2) tekerlekli sandalyenin altına sabitleyen ve eğim braketini özel yapım bir kauçuk triger kayışına bağlayan bir aparat üretti. Her motor ayrı olarak kurulur ve ilgili tekerleğe sabitlenir. İki tekerlek, iki motor. Motorlar daha sonra güçle beslenir ve iki Cytron motor kartı aracılığıyla Arduino'ya (1) ve Raspberry Pi'ye (1) topraklanır, tüm elemanlara 12 voltluk bir şarj edilebilir pil (1) ile güç verilir. Motor aparatları kontrplak, L-braketler, köşeli parantezler ve ahşap bağlantı elemanları kullanılarak oluşturulmuştur. Gerçek motorun etrafına tahta bir destek oluşturarak, motoru tekerlekli sandalyenin alt kısmına monte etmek çok daha kolaydı ve triger kayışını sıkmak için hareket ettirilebilirdi. Tekerlekli sandalyenin metal çerçevesi delinerek ve ahşabı çerçeveye L braketlerle cıvatalanarak motor aparatları kuruldu.

Triger kayışları kauçuk zeminden yapılmıştır. Kauçuk zemin, motorların eğirme braketine benzer boyutta zaten yapılmış bir adıma sahipti. Her parça, motorların eğirme braketi ile çalışan genişliğe kadar kesilmiştir. Kesilen her bir kauçuk parçası, bir ucu ve diğer ucu zımparalanarak ve birleştirmek için az miktarda Mavna yapıştırıcısı uygulanarak bir "kayış" oluşturacak şekilde kaynaştırıldı. Barge çok tehlikelidir ve kullanırken maske takmanız gerekir, ayrıca havalandırma kullanın. Birkaç çeşit triger kayışı boyutu yarattım: süper sıkı, sıkı, orta. Kayışın daha sonra tekerleğe bağlanması gerekiyordu. Tekerleğin kendisi, bir kayışa eşlik etmek için tabanda az miktarda yüzey alanına sahiptir. Bu küçük alan, yüzeyine sıcak yapıştırılmış triger kayışlı bir karton silindir ile büyütüldü. Bu şekilde triger kayışı, dönen scooter motoruyla senkronize olarak dönmesine yardımcı olmak için tekerleği kavrayabilir.

AJ ayrıca Raspberry Pi'nin kamera modülünü entegre eden yapay bir kafa da yarattı. Ray kukla kafayı kullandı ve Pi kamerayı ve kartı kuklanın ağız bölgesine yerleştirdi. USB ve HDMI arabirimleri için yuvalar oluşturuldu ve kamerayı sabitlemek için tahta bir çubuk kullanıldı. Kamera, 1/4-20 vida için bir eki olan özel bir 3D baskılı parçaya monte edilmiştir. Dosya ektedir (Ray tarafındanthingaverse'den uyum için kabul edilmiştir). AJ kafayı karton, koli bandı ve işaretli sarı bir peruk kullanarak yarattı. Tüm unsurlar hala prototip aşamasında. Kukla kafa bir kadın mankenin vücuduna takıldı ve tekerlekli sandalyenin koltuğuna yerleştirildi. Kafa, bir karton çubuk kullanılarak mankene tutturulmuştur.

Adım 4: Kodu Yazma ve Kalibre Etme

Rebecca ve Ray önce openCV'yi doğrudan python ile raspi'ye yüklemeye çalıştılar (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-… ancak canlı çalışmıyor gibi görünüyor. Sonunda, python kullanarak openCV'yi yüklemeye yönelik birçok denemeden ve başarısız olduktan sonra), Processing on pi'ye gitmeye karar verdik çünkü Processing'deki openCV kütüphanesi oldukça iyi çalışıyor. Bkz. https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp… Seri iletişimi kullanarak arduino'yu kontrol edin.

Ray, yüzleri algılamak için eklenen xml dosyasına dayanan bilgisayarlı görme kodunu yazdı. Temel olarak, yüz dikdörtgeninin merkezinin merkezin sağında mı yoksa solunda mı olduğunu görür ve sandalyeyi yüze döndürmek için motorları zıt yönlerde hareket ettirir. Yüz yeterince yakınsa, fotoğraf çekmek için motorlar durdurulur. Herhangi bir yüz algılanmazsa, gereksiz yaralanmalara neden olmamak için de dururuz (yeterince kötü olmadığını düşünüyorsanız bu işlevi değiştirebilirsiniz).

Rebecca, pi üzerinde İşleme ile Seri iletişimi kullanarak motor kartı ile arayüz oluşturmak için Arduino kodunu yazdı. Önemli tuşlar, usb seri port ACM0'ı Arduino'ya açmak ve ahududu pi'yi bir usb kablosu ile Arduino'ya bağlamaktır. Bir motorun hızını ve yönünü kontrol etmek, ahududu pi'den Arduino'ya yön ve hız komutları göndermek için Arduino'yu bir DC motor sürücüsü ile bağlayın. Temel olarak Ray'in İşleme kodu, motora gitmesi gereken hızı söylerken, Arduino komut süresi boyunca adil bir tahminde bulunur.

Adım 5: Tekerlekli Sandalyeyi, Mankeni ve Kodu ve Testi entegre edin

Tüm parçaları bir araya getirdiğimizde, asıl sorunun motorun tekerlekli sandalyenin tekerleklerine bağlantısı olduğunu gördük, çünkü triger kayışları sık sık kayıyordu. Her iki motor da aşağıdakilerle birlikte kuruldu:

Daha kolay kurulum için tekerlekli sandalye baş aşağı. Her iki motor da 12 voltluk akü kaynağına bağlıyken iyi çalıştı. Tekerlekli sandalye dik konuma getirildiğinde, motorlar, sandalyenin ağırlığından dolayı sandalyeyi ileri ve geri hareket ettirmekte zorlanıyordu. Triger kayışı genişliklerini değiştirmek, kayışın kenarlarına mandal eklemek, itici gücü artırmak gibi şeyler denedik ama hiçbiri güvenilir çalışmıyordu. Ancak yüzler koltuğun her iki yanına geldiğinde net bir şekilde gösterebildik. ahududu pi ile yüz algılama sayesinde motorlar uygun ters yönde hareket edecek, bu nedenle Processing ve Arduino kodları istenildiği gibi çalışmakta ve motorlar uygun şekilde kontrol edilebilmektedir. Sonraki adımlar, sandalyenin tekerleklerini daha sağlam bir şekilde sürmek ve mankeni sabit hale getirmektir.

Adım 6: Yeni Evil Manken-Tekerlekli Sandalyenizin Keyfini Çıkarın

Motor ve sürücü üretimi hakkında çok şey öğrendik. Ahududu çekirdeği olan küçük bir makinede yüz algılamayı çalıştırmayı başardık. Motor kartlarıyla motorların nasıl kontrol edileceğini ve motorların gücünün nasıl çalıştığını çözdük. Havalı mankenler, figürler ve prototipler yaptık ve hatta ağzına bir kamera koyduk. Diğer insanlarla dalga geçen bir ekip olarak eğlendik. Bu ödüllendirici bir deneyimdi.