Invalidska kolica sa računarskim vidom i manekenom: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Projekat AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC. Neupravljaju AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

Napravili smo invalidska kolica s kotačima kontrolirana Arduino pločom, koju pak kontrolira malina pi koja radi openCV putem Processinga. Kada detektiramo lica u openCV -u, pomičemo motore prema njemu, okrećući invalidska kolica tako da je okrenuta prema osobi, a maneken će (kroz usta) snimiti vrlo zastrašujuću sliku i podijeliti je sa svijetom. Ovo je zlo.

Korak 1: Dizajn, prototip i sheme invalidskih kolica

Početni koncept zasnivao se na ideji da će pokretni komad moći špijunirati nesuđene kolege iz razreda i slikati ih ružno. Htjeli smo biti u mogućnosti uplašiti ljude krećući se prema njima, iako nismo očekivali da će mehanički problemi motora biti tako teški. Razmotrili smo karakteristike koje bi djelo učinile što zanimljivijim (na zao način) i odlučili smo implementirati maneken na invalidskim kolicima koji se može kretati prema ljudima pomoću računarskog vida. Prototip rezultata napravio je AJ od drveta i papira, dok su Ray i Rebecca natjerali OpenCV da radi na piru maline, pazeći da se lica mogu pouzdano otkriti.

Korak 2: Materijali i postavljanje

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

2x motori za skutere

2x Cytron motorne ploče

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

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

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

1x 12V punjiva baterija

šperploča

L-zagrade

gumeni podovi

Korak 3: Izrada motora za pričvršćivanje invalidskih kolica i glave lutke

AJ je izradio uređaj koji pričvršćuje motore skutera (2) na dno invalidskih kolica i pričvršćuje nosač nagiba na prilagođeni gumeni razvodni remen. Svaki motor je instaliran zasebno i pričvršćen je na odgovarajući točak. Dva točka, dva motora. Motori se zatim napajaju i uzemljuju preko dvije Cytron ploče motora do Arduina (1) do Raspberry Pi (1), svi elementi se napajaju punjivom baterijom od 12 V (1). Motorni aparati izrađeni su od šperploče, L-konzola, kvadratnih držača i drvnih pričvršćivača. Stvaranjem drvenog podupirača oko samog motora, instaliranje motora na mjesto na dnu invalidskih kolica bilo je mnogo lakše i moglo se pomaknuti kako bi se stegao razvodni remen. Motorni aparati ugrađeni su bušenjem kroz metalni okvir invalidskih kolica i pričvršćivanjem drva za okvir pomoću L-držača.

Zupčasti remeni izrađeni su od gumenih podova. Gumeni podovi već su imali korak koji je slične veličine kao nosači motora koji se okreću. Svaki komad je obrezan do širine koja radi s konzolom za okretanje motora. Svaki komad rezane gume spojen je zajedno stvarajući „pojas“brušenjem jednog i drugog kraja i nanošenjem male količine Barge ljepila za spajanje. Teglenica je vrlo opasna, a tijekom upotrebe morate nositi masku, također koristiti ventilaciju. Napravio sam nekoliko vrsta zupčastog remena: super čvrst, čvrst, umjeren. Pojas je tada trebao biti povezan s kotačem. Točak sam po sebi ima malu površinu površine koja prati pojas. Ovaj mali prostor povećan je kartonskim cilindrom s gumom zupčastog remena vruće zalijepljenom za njegovu površinu. Na ovaj način razvodni remen mogao bi uhvatiti kotač kako bi se lakše okretao sinkronizirano s motorom skutera koji se okreće.

AJ je također stvorio lažnu glavu koja integrira modul kamere Raspberry Pi. Ray je upotrijebio lažnu glavu i ugradio Pi kameru i ploču u područje usta lutke. Utori su stvoreni za USB i HDMI sučelje, a za stabilizaciju kamere koristi se drvena šipka. Kamera je montirana na prilagođeni 3D štampani komad koji ima nastavak za 1/4-20 vijke. Datoteka je priložena (usvojena od strane Ray -a sa stvari na strani). AJ je stvorio glavu koristeći karton, ljepljivu traku i plavu periku s markerima. Svi elementi su još u fazi prototipa. Lutkasta glava bila je pričvršćena na tijelo ženske lutke i postavljena na sjedište invalidskih kolica. Glava je pričvršćena na maneken pomoću kartonske šipke.

Korak 4: Pisanje i kalibriranje koda

Rebecca i Ray su prvo pokušali instalirati openCV direktno na raspi s pythonom (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-… međutim izgleda da ne radi uživo. Na kraju nakon mnogih pokušaja instaliranja openCV-a koristeći python i neuspjeh, odlučili smo se za Processing na pi jer biblioteka openCV u Processing radi prilično dobro. Pogledajte https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp… Napominjemo i da radi s GPIO portovima koje tada možemo koristiti za kontrolirajte arduino pomoću serijske komunikacije.

Ray je napisao kod za računarski vid koji se oslanja na xml datoteku priloženu za otkrivanje lica. U osnovi, vidi je li središte pravokutnika lica desno ili lijevo od središta i pomiče motore u suprotnim smjerovima tako da okreće stolicu prema licu. Ako je lice dovoljno blizu, motori se zaustavljaju kako bi snimili sliku. Ako se ne otkriju lica, zaustavljamo se i kako ne bismo uzrokovali nepotrebne ozljede (tu funkciju možete promijeniti ako mislite da nije dovoljno zla).

Rebecca je napisala Arduino kod za povezivanje s motornom pločom koristeći serijsku komunikaciju sa Processing na pi. Važni ključevi su otvaranje USB serijskog porta ACM0 na Arduino i povezivanje maline pi na Arduino putem USB kabela. Povežite Arduino s upravljačkim programom istosmjernog motora za kontrolu brzine i smjera motora, šaljući naredbe za smjer i brzinu od maline pi do Arduina. U osnovi Ray -ov procesorski kod govori motoru brzinu kojom se kreće, dok Arduino pravično pogađa trajanje naredbe.

Korak 5: Integrirajte invalidska kolica, lutku, kôd i test

Spajajući sve dijelove, otkrili smo da je glavni problem povezivanje motora s kotačima invalidskih kolica, jer su razvodni remeni često kliznuli. Oba motora su ugrađena sa

invalidska kolica okrenuta naopako za lakšu ugradnju. Oba motora su radila dobro dok su priključeni na 12-voltni izvor baterije. Kada su se sama invalidska kolica prevrnula uspravno, motori su imali problema s pomicanjem stolice unatrag i naprijed zbog težine same stolice. Pokušali smo stvari poput promjene širine zupčastog remena, dodavanja klinova sa strane pojasa i povećanja pokretačke snage, ali nijedan nije radio pouzdano. Međutim, uspjeli smo jasno pokazati kada su lica sa svake strane stolice, motori će se kretati u odgovarajućem suprotnom smjeru zbog detekcije lica pomoću maline pi, tako da kodovi Processing i Arduino rade kako je predviđeno, a motori se mogu odgovarajuće kontrolirati. Sljedeći koraci su napraviti snažniji način pokretanja kotača stolice i učiniti lutku stabilnom.

Korak 6: Uživajte u svojim novim zlim manekenskim invalidskim kolicima

Naučili smo mnogo o izradi motora i vozača. Uspjeli smo pokrenuti detekciju lica na maloj mašini sa košticom maline. Otkrili smo kako kontrolirati motore s motornim pločama i način na koji snaga motora radi. Napravili smo sjajne lutke, figure i prototipe, pa čak i stavili kameru u usta. Zabavili smo se kao tim ismijavajući druge ljude. Bilo je to nagrađujuće iskustvo.