Kerusi Roda Terkawal Penglihatan Komputer Dengan Manekin: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Projek oleh AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC. Disusun oleh AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

Kami membuat kerusi roda dengan roda yang dikendalikan oleh papan Arduino, yang seterusnya dikendalikan oleh raspberry pi yang menjalankan openCV melalui Pemprosesan. Apabila kita mengesan wajah di openCV, kita menggerakkan motor ke arahnya, memutar kerusi roda sehingga menghadap orang itu, dan manekin (melalui mulutnya) akan mengambil gambar yang sangat menakutkan dan membagikannya kepada dunia. Ini jahat.

Langkah 1: Reka Bentuk, Prototaip, dan Skema Kerusi Roda

Konsep awal didasarkan pada idea bahawa sekeping yang bergerak dapat mengintip rakan sekelas yang tidak curiga dan mengambil gambar buruk mereka. Kami mahu dapat menakut-nakuti orang dengan bergerak ke arah mereka, walaupun kami tidak menjangkakan masalah mekanikal motor menjadi begitu sukar. Kami mempertimbangkan ciri-ciri yang akan menjadikan karya itu menarik (dengan cara yang jahat) mungkin dan memutuskan untuk menerapkan manekin di kerusi roda yang dapat bergerak ke arah orang yang menggunakan penglihatan komputer. Prototaip hasil dibuat oleh AJ dari kayu dan kertas, sementara Ray dan Rebecca membuat OpenCV dijalankan pada raspberry pi, memastikan wajah dapat dikesan dengan pasti.

Langkah 2: Bahan dan Persediaan

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

Motor skuter 2x

Papan motor Cytron 2x

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

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

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

Bateri boleh dicas semula 1x 12v

papan lapis

L-kurungan

lantai getah

Langkah 3: Pembuatan Pemasangan Motor ke Roda Roda dan Kepala Manekin

AJ membuat alat yang memasang motor skuter (2) ke bahagian bawah kerusi roda dan memasang bracket nada ke tali pinggang getah yang dibuat khas. Setiap motor dipasang secara berasingan dan dipasang pada roda yang sesuai. Dua roda, dua motor. Motor kemudian diumpankan dengan daya dan tanah melalui dua papan motor Cytron ke Arduino (1) hingga Raspberry Pi (1), semua elemen dikuasakan dengan bateri boleh dicas semula 12 volt (1). Peralatan motor dibuat menggunakan papan lapis, L-kurungan, pendakap persegi dan pengikat kayu. Dengan membuat pendakap kayu di sekitar motor yang sebenarnya, memasang motor di tempatnya di bahagian bawah kerusi roda jauh lebih mudah dan dapat digerakkan untuk mengencangkan timing belt. Peralatan motor dipasang dengan menggerudi bingkai logam kerusi roda dan memasang kayu ke bingkai dengan kurungan L.

Tali pinggang masa dibuat dari lantai getah. Lantai getah sudah dibuat nada yang serupa dengan pendakap motor. Setiap bahagian dipangkas dengan lebar yang berfungsi dengan pendakap motor. Setiap potongan getah yang dipotong disatukan membentuk "tali pinggang" dengan mengamplas satu hujung dan ujung yang berlawanan dan menerapkan sedikit gam Barge untuk disambungkan. Tongkang sangat berbahaya, dan anda mesti memakai topeng semasa menggunakannya, juga gunakan pengudaraan. Saya membuat beberapa jenis saiz timing belt: super ketat, ketat, sederhana. Tali pinggang kemudian perlu disambungkan ke roda. Roda itu sendiri mempunyai sejumlah kecil permukaan di pangkal untuk menemani tali pinggang. Ruang kecil ini ditingkatkan dengan silinder kadbod dengan getah timing belt panas terpaku pada permukaannya. Dengan cara ini timing belt dapat menarik roda untuk membantunya berputar selari dengan motor skuter berputar.

AJ juga mencipta kepala dummy yang mengintegrasikan modul kamera Raspberry Pi. Ray menggunakan kepala dummy dan memasang kamera Pi dan masuk ke kawasan mulut dummy. Slot dibuat untuk antara muka USB dan HDMI, dan batang kayu digunakan untuk menstabilkan kamera. Kamera dipasang pada sekeping cetak 3D khas yang mempunyai lampiran untuk 1/4-20 skru. Fail dilampirkan (diterima pakai oleh Ray dari thingaverse). AJ membuat kepala menggunakan kadbod, pita saluran, dan rambut palsu berambut perang dengan penanda. Semua elemen masih dalam tahap prototaip. Kepala dummy diikat ke badan manekin wanita dan diletakkan di tempat duduk kerusi roda. Kepala dilekatkan pada manekin menggunakan batang kadbod.

Langkah 4: Menulis dan Menentukur Kod

Rebecca dan Ray pertama kali cuba memasang openCV secara langsung pada raspi dengan python (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-… namun nampaknya ia tidak berfungsi secara langsung. Akhirnya setelah banyak percubaan untuk memasang openCV menggunakan python dan gagal, kami memutuskan untuk memproses pi kerana perpustakaan openCV dalam Pemprosesan berfungsi dengan baik. Lihat https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp… Perhatikan juga bahawa ia berfungsi dengan port GPIO yang kemudian dapat kita gunakan untuk mengawal arduino menggunakan komunikasi Serial.

Ray menulis kod penglihatan komputer yang bergantung pada fail xml yang dilampirkan untuk mengesan wajah. Pada dasarnya ia melihat apakah pusat segi empat tepat di sebelah kanan atau kiri tengah, dan gerakkan motor ke arah yang berlawanan sehingga memutar kerusi ke muka. Sekiranya muka cukup dekat, motor dihentikan untuk mengambil gambar. Sekiranya tidak ada wajah yang terdeteksi, kami juga berhenti agar tidak menyebabkan kecederaan yang tidak perlu (anda boleh mengubah fungsi tersebut jika anda menganggapnya tidak cukup jahat).

Rebecca menulis kod Arduino untuk berinteraksi dengan papan motor menggunakan komunikasi Serial dengan Pemprosesan pada pi. Kekunci penting ialah membuka port siri usb ACM0 ke Arduino dan menghubungkan raspberry pi ke Arduino melalui kabel usb. Sambungkan Arduino dengan pemandu motor DC untuk mengawal kelajuan dan arah motor, menghantar arahan arah dan kelajuan dari raspberry pi ke Arduino. Pada dasarnya kod Pemprosesan Ray memberitahu motor tentang kelajuan yang harus dilalui sementara Arduino membuat tekaan yang tepat sepanjang perintah.

Langkah 5: Gabungkan Kerusi Roda, Manekin, dan Kod dan Uji

Dengan menyatukan semua bahagian, kami mendapati bahawa masalah utama adalah penyambungan motor ke roda kerusi roda, kerana tali pinggang masa akan sering tergelincir. Kedua-dua motor dipasang dengan

kerusi roda terbalik untuk pemasangan yang lebih mudah. Kedua-dua motor ini berfungsi dengan baik semasa dipasang pada sumber bateri 12 volt. Ketika kerusi roda itu sendiri terbalik dengan tegak, motor mengalami kesukaran untuk menggerakkan kerusi ke belakang dan ke hadapan kerana berat kerusi itu sendiri. Kami mencuba pelbagai perkara seperti menukar lebar tali pinggang masa, menambah pasak ke sisi tali pinggang, dan meningkatkan daya penggerak, tetapi tidak ada yang berfungsi dengan pasti. Walau bagaimanapun, kami dapat menunjukkan dengan jelas ketika wajah berada di setiap sisi kerusi, motor akan bergerak ke arah berlawanan yang sesuai kerana pengesanan wajah dengan raspberry pi, jadi kod Pemprosesan dan Arduino berfungsi seperti yang diharapkan, dan motor dapat dikendalikan dengan tepat. Langkah seterusnya adalah membuat cara yang lebih mantap untuk memandu roda kerusi dan menjadikan manekin stabil.

Langkah 6: Nikmati Kerusi Roda Manekin Jahat Baru Anda

Kami banyak belajar mengenai fabrikasi motor dan pemandu. Kami berjaya menjalankan pengesanan wajah pada mesin kecil dengan lubang raspberry. Kami telah mengetahui cara mengawal motor dengan papan motor dan cara kuasa motor berfungsi. Kami membuat beberapa manekin dan gambar serta prototaip yang hebat, dan bahkan meletakkan kamera di mulutnya. Kami bersenang-senang sebagai pasukan yang mengolok-olok orang lain. Ini adalah pengalaman yang memberangsangkan.