Detección De Rostros Con Arduino Intel Edison: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

El procesamiento de imágenes o la visión por computadora es uno de esos campos que requiere enormes cantidades de investigación debido a que indicucra métodos para adquirir, procesar, analizar y participant las imágenes del mundo real con el fin de produksi ser tratados por un ordenador. Actualmente, algoritmos para tales tareas se basan en redes neuronales convolucionales, las cuales generalmente procesan miles de imágenes de rostros humanos mediante el uso de aprendizaje supervisado para entrenar el algoritmo que identificara el objeto buscado. Sin embargo, no vamos a meternos en tantos lios en este instruksional y usaremos una biblioteca de código abierto de visión por computadora llamada OpenCV la cual gracias al arduo trabajo de la comunidad de cientificos y desarrolladores que aportan, sebenarnya cu aportan con un rico set de carcaterisiticas que podemos implementar fasilmente para la detección y reconocimiento de imágenes.

A pesar de que OpenCV se encuentra escrita en C ++ orientado a objetos, este soporta múltiples idiomas y nosotros vamos a usar Python como nuestro lenguaje de programación para realizar la detección de rostros. un procesamiento y una imágen de salida. Intel Edison no tiene una interfaz de video, por lo que ejecutaremos el script de Python en nuestro PC. Luego, después del funcionamiento exitoso del código en la PC, modificaremos el código para corerlo en el Edison. Las cosas se aclararán cuando hagamos la implementación práctica. Nuestro objetivo es realizar la detección de rostros y, si se Detecta, realizar alguna acción.

Bekalan

El material que requerimos para llevar a cabo este tutorial es:

PERKAKASAN

• 1 komputer riba / PC.
• 1 Placa Arduino Intel Edison.
• 2 kabel USB mikro-B.
• 1 aplikasi telefon pintar "IP Webcam".
• 1servomotor sg 90.

PERISIAN

• Alat Flash Intel Lite V5.2.4
• PuTTy
• FileZilla FTP
• Imágen Yocto Poky (V25.5-15)
• Kod VS
• Python 2.7
• Versi OpenCV 3.3.0
• Kekenyangan
• Libreria MRAA
• Driver de Windows para el módulo Intel Edison (Se descargan en cuanto se conecta la placa).
• Archivos dll de Windows (Pueda ser que te falten al momento de instalar OpenCV en tu laptop).

Langkah 1: Conectando El Intel Edison a La PC

El módulo de perkakasan Intel Edison lo podemos encontrar en tres presentaciones:

• La placa de desarrollo creada por Intel yang sesuai dengan Arduino (es la que usamos en este tutorial).
• Una placa mini-breakout (con el móudlo ya montado) serentak con la pengembangan Board de Arduino.
• El módulo Intel Edison en su estado nativo (Aquí requerimos fabricar nuestra propia PCB).

Yo usare la placa de expansión con Arduino debido a la flexibilidad y Compatibilidad para interactuar con otros actuadores y sensores. El Intel Edison, sebuah pembezaan de la otras plas de de Arduino como UNO o MEGA corre un sistema operativo, en este caso una imágen Linux llamada Yocto.

Tal y como se muestra en la imágen conectaremos los dos kabel USB mikro-B del Arduino Edison sebuah komputer riba nuestra. Fijate bien que el interrupor (marcado con el número 1 en la imágen), este apuntando hacia abajo, si no se encuentra en dicha posición el Arduino Edison permanecerá apagado.

El conector USB micro-B marcado con el numero 2 se se utiliza para alimentación de 5V, programación utilizando el IDE Arduino, lectura / escritura en la memoria flash y uso de Ethernet a través de USB.

El conector USB micro-B marcado con el número 3 se utiliza para acceder por SSH a nuestro Edison.

Una vez conectado dejemos que se instalen los driver de Windows. Posteriormente revisamos en el Admsinistrador de dispositivos de Windows si reconoce dos puertos:

• El puerto COM virtual del Intel Edison
• Siri El puerto COM del Intel Edison.

Habiendo revisado an anterior, prosedemos al siguiente paso, flashear el Intel Edison con la imagen de Linux.

Langkah 2: Flasheando El Intel Edison

Una vez que tu dispositivo esta correctamente Detado por la PC, debes flashearlo con a imagen de Linux. Para esto usaremos la herramienta flash provista por Intel: Flash Tool Lite y el conector USB micro-B marcado con el numero 2 (ver paso anterior).

1. Abre la herramienta "Flash Tool Lite" y conecta tu dispositivo a la PC.

2. Haz clic en Examinar y busca el archivo.zip de la imagen de Linux que descargaste (edison-image-ww25.5-15.zip).

3. Después de hacer clic "Mula berkelip", la herramienta descomprimirá automáticamente el archivo y empezará a subir la imágen de Linux en el Intel Edison.

4. Se te pedirá desconectar y volver a conectar el cable USB cable 2, hazlo.

5. El rectangulito de carga debe de llegar al 100%. ¡Listo! Ya flasheaste tu Intel Edison.

Ahora que ya tienes instalada la imágen "Linux Yocto Poky" ya podemos empezar a configurar el Intel Edison.

Langkah 3: Configurando El Intel Edison (Primeros Pasos)

Despoés de flashear con éxito tu Edison, ahora configuraremos el dispositivo, para ello vamos a usar la terminal PuTTY. TELITIAN dan pelanggan SSH dan telnet, desarrollado originalmente por Simon Tatham para la plataforma Windows. Vamos a usar la conexión serial aqui.

Antes de abrir la terminal de PuTTY, abre el "Administrator de dispositivos" y anota el número de puerto korespondene el el del del Edison (tanpa el maya). Este valor lo usaremos para inicializar la comunicación.

Abre PUTTY y luego, selecciona el botón "Serial" e ingresa el número de puerto COM del Edison. Posteriormente anota la velocidad en baudios a la que se comunicara el Edison con tu equipo, terangkan 115200. Finalmente presiona abrir para empezar la comunicación con el dispositivo.

Una vez que estas en la terminal de PuTTY puedes ejecutar comandos para configurar tu Edison. Lo siguiente es un listado tareas que haremos en la consola para configurar el dispositivo:

• Konfigurasikan un nombre para el dispsotivo.
• Konfigurar una contraseña para root.
• Conectar el Edison WIFI berwarna una merah.

Cuando te conectas por primera vez se te pedira hace log in. Terangkan "root" y presiona "Enter". Veras "root @ edison" lo cual makna que te encuentras en el Directorio root.

Ahora que ya te encuentras listo para teclear comandos, terangkan:

configure_edison --setup

Presiona masukkan y posteriormente escribe un password dan nuevamente presiona enter. Luego te pedira un nombre para el dispositivo (que en realidad es un alias mas que un nombre), nyatakan un nombre y da enter.

Finalmente te pedira configurar una red WIFI. El móudlo escaneara el lugar y detaráas las redes WIFI disponibles, escribe el numero de la opción de la red detectada la que te vas a conectar y posteriormente te pedirá el password de la red, escríbelo y presiona masukkan.

¡Listo! Ya debes de estar conectado al WIFI. Te mostrará una pantalla en el navegador con tu hostame y tu dirección IP. Asimismo puedes merevisi más parámetros de tu conexión escribiendo:

ifconfig

Presiona masukkan y te mostrará los parámetros de tu WIFI merah.

Ya estamos listo para configurar el Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) untuk empezar con la programación. En nuestro caso será… ¡Python!

Langkah 4: Usando Python Para Programar El Edison

El Edison se puede programar usando el IDE de Arduino, sin embargo aqui usaremos Python.

Al tratar con Python y perkakasan, necesitamos usar la biblioteca "MRAA" untuk interactuar con los pines GPIO. MRAA es un biblioteca esqueleto de bajo nivel para comunicarse con los GPIO en plataformas GNU / Linux dan kesesuaian serasi dengan toas las placas basadas en Linux utilizadas. Para ello prosederemos a instalarla.

En Putty, vete a la terminal y escribe (puedes ocupar el editor vi o nano por ejemplo) en el archivo que gestiona los paquetes de Linux /etc/opkg/base-feeds.conf lo siguiente:

• src / gz semua
• src / gz edison
• src / gz core2-32

Posteriormente guarda el archivo y actualiza la lista de paquetes escribiendo:

peningkatan opkg

Ahora vamos a instalar git, terangkan:

opkg pasang git

Ahora vamos a instalar un repositorio de GitHib en el Edison:

git klon https://github.com/drejkim/edison-scripts.git ~ / edison-script

Ahora añadiremos ~ / edison-scripts al PATH:

• echo 'export PATH = $ PATH: ~ / edison-scripts' >> ~ /.profile
• sumber ~ /.profil

Ahora ejecutaremos los siguientes comandos:

• ubah saizBoot.sh
• installPip.sh
• pasangMraa.sh

¡Listo! Ya debemos de tener configurado correctamente Python en el Edison. Para probar lo anterior ejecutaremos el código anexado en este paso ("prueba.py") usando FileZilla. Para ello abriremos FileZilla en la PC (Lo debiste de haber descargado) y en el campo de "Servidor", "usuario", "contraseña" y "Puerto" escribimos la IP de tu edison (revisalo escribiendo ifcong en tu edison), el usuario (root), tu password y finalmente en el campo del puerto escribiremos 22, ya que es el que generalmente se emplea para conexiones SSH.

Una vez conectado transfiere el archivo "prueba.py" al folder "root".

Ahora escribe, desde tu Edison y en la ubicación "root" el comando siguiente para ejecutar el código.

python prueba.py

Debemos de observar como el LED 13 enciende 2 milisegundos. y se apaga 2 milisegundos.

¡Felicidades! Mempunyai ejecutado correctamente un código en phyton para tu Edison. Ahora ya estamos listo para procesar imágenes en nuestro Edison usando Python, pero antes escribiremos y probaremos el código de Python para detar rostros en nuestra PC…

Langkah 5: Detectando Rostros Con OpenCV

El Intel Edison no tiene una interfaz de salida de video, por lo que para probar que el código que escribiremos en Python funciona a la perfección probaremos el código para corer en nuestra PC y posteriormente lo migraremos al Edison.

Nuestro objetivo es realizar la detección de rostros y, si se Detecta, realizar alguna acción.

Antes de empezar necesitamos tener instalado Python y OpenCv en nuestras computadora. Oleh lo que vamos a realizar estos pasos en nuestra PC:

1. Descargar Python 2.7 en nuestra PC
2. Descargar OpenCV versi 3.3.0
3. Ve al directorio en donde se extrajo OpenCv y posicionate en C: / opencv / build / python / 2.7 / x86 y copia el arhivo cv2.pyd al directorio de python C: / Python27 / Lib / pakej laman web.
4. Instala pip, mas info en el siguiente enlace
5. Instala numpy escribiendo el comando de python -m pip install --user numpy

Para verificar que todo funciona correctamente escribe en la terminal de python de tu PC y da masukkan:

• import numpy
• import cv2

Ambos comandos respivamente deben de responder ningún mensaje de error (osea nada), indicando que las bibliotecas se han importado correctamente.

Ahora descarga el archivo "3_detectaRostrosOjos.py", abre una terminal de Python en tu PC dan cor el el programa. Este programa vamos debe de activar la webcam de tu PC y detarostrostros y ojos tal y como en la imágen, pasa salir del programa presiona la tecla ESC.

Si lo lograste, ¡felicidades! Pasemos al siguiente paso que es corer este código desde nuestro Intel Edison y activar un motor a pasos cada vez que Dete un rostro.

Langkah 6: Antes De Llegar Al Código En Edison… ¡Teoria De Funcionamiento

La detección de rostros es un caso muy específico del reconocimiento de objetos. Maklumat lanjut untuk wajah el reconocimiento. Sin embargo, vamos a discutir los dos mas comunes:

Segmentación basada en color: En esta técnica, la cara se segmenta según el color de la piel. La entrada de este algoritmo suele ser una imagen en formato de colores RGB, mientras que en la etapa de procesamiento la cambiamos a los formatos HSV o YIQ. En este proceso, cada píxel es clasificado como un píxel del color de la piel o un píxel sin color de la piel. La razón detrás del uso de otros modelos de color que no sean RGB es que a veces RGB no puede bezir los colores de la piel en diferentes condiciones de luz. Esto mejora signifikan pada warna. Nosotros no usaremos este algoritmo

Pengiktirafan berasaskan ciri: Esta es la técnica que si usaremos para este boleh diarahkan. En esta técnica buscamos ciertas características, y en base a eso hacemos el reconocimiento. El empleo de "haar berasaskan cascade" para la detección de rostros es un método eficaz de detección de objetos propuesto por Paul viola Pengesanan Objek Pantas menggunakan Cascade Boosted of Simple Features "del año 2001. Es un enqueque basado en el aprendizaje automático en donde la" cascade function "se entrena kontra un conjunto de imágenes positivas y negativas. El algoritmo requiere de muchas imágenes positivas (en nuestro caso estas son imágenes de caras) y muchas imágenes negativas (que no contienen imágenes de caras). Sebahagian daripada vamos a entrenar el modelo para extraer las características de cada imágen. Para este propósito, se utilizan las "haar feature" que se muestran en la figura. Cada una de las figuras es un valor único obtenido al restar la suma de píxeles debajo de un rectángulo blanco de la suma de píxeles debajo de un rectángulo negro. Los "ciri-ciri haar" deben estar entrenados para la cara, ojos, sonrisa, dll. La biblioteca OpenCV contiene un conjunto de clasificadores predefinidos. Estos están disponibles en la carpeta C: / opencv / build / etc / haarcascades

Langkah 7: Detectando Rostros Con OpenCV En Intel Edison

Vamos a instalar la biblioteca numpy y openCV en el Intel Edison, para ello escribimos los siguientes comandos desde la terminal del Edison:

• kemas kini opkg
• peningkatan opkg
• opkg memasang python-numpy python-opencv

Verifica que todo se haya instalado correctamente. Para ello ve a la terminal de Python desde tu arduino Edison dan menjelaskan:

• import numpy
• import cv2

Si cada uno de estos comandos no nos reporta ningún mensaje, todo se encuentra instalado a la perfección.

Ahora vamos a configurar la fuente de video de donde el Intel Edison leera los rostros. En tu telefon pintar descarga la app "IP Webcam". Hecho lo anterior mengizinkan aplikasi a la "Ajustes de IP Webcam" / "Preferencias de video" / "Resolución de las fotos" y dejamos el parámetro a 640x480. Es aqui cuando comienzas a notar que el Intel Edison simplemente no está destinado para el procesamiento de imágenes debido a la poca cantidad de RAM que posee (1GB de RAM).

En la app "IP Webcam" da click en el boton inferior "Iniciar servidor". Ahora, desde tu telefon pintar debes de poder ver la camara encendida (como si fuera a tomar foto) y una dirección IP abajito. Terangkan dicha dirección IP en tu navegador web de la PC y deberas ver el video en vivo, en mi caso salgo yo sentado trabajando.

Ahora descarga el código "tres.py" y el archivo "haarcascade_frontalface_default.xml" (Los dos códigos los puedes encontrar en los archivos del paso sebenar) en tu PC. Usa FileZilla untuk pasar ambos códigos a una misma localidad de tu Edison (por ejemplo en el root folder) y ejecuta el código de python con el comando:

python tres.py

Desde la terminal de tu Edison debes de ver un mensaje "Dame la dirección IP" aquí inserta la IP que te da "IP Webcam" (es la misma que escribiste en el navegador de tu PC para conectarte) y dale enter. Pembaharuan dan pembaharuan yang betul "Rostro Detectado" en la terminal de tu Edison dan "Rostro no Detectado" dengan asasnya tidak ada rostro en la webcam de tu selular. Asimismo si se deta un rostro tu Intel Edison debe de hacer girar el servomotor.