Invalidski voziček z računalniškim vidom in manekenko: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Projekt AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC. Nepopravljivo AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

Ustvarili smo invalidski voziček s kolesi, ki jih nadzira Arduino plošča, ki jo nato nadzira malina pi, ki poganja openCV prek Processing. Ko zaznamo obraze v sistemu openCV, premaknemo motorje proti njemu, obrnemo invalidski voziček tako, da se obrne proti osebi, maneken (skozi usta) pa bo naredil zelo strašno sliko in jo delil s svetom. To je zlo.

1. korak: Oblikovanje, prototip in sheme invalidskega vozička

Začetni koncept je temeljil na ideji, da bo premični kos lahko vohunil za nič hudega sluteče sošolce in jih slikal grdo. Želeli smo biti sposobni prestrašiti ljudi tako, da se jim približamo, čeprav nismo predvidevali, da bodo mehanske težave z motorjem tako težke. Upoštevali smo značilnosti, zaradi katerih bi bil del čim bolj privlačen (na zloben način), in se odločili, da na invalidski voziček izvedemo maneken, ki se lahko premakne proti ljudem z računalniškim vidom. Prototip rezultata je AJ izdelal iz lesa in papirja, Ray in Rebecca pa sta OpenCV zagnala na maline pi, s čimer sta zagotovila zanesljivo zaznavanje obrazov.

2. korak: Materiali in nastavitev

1x invalidski voziček (https://www.amazon.com/Medline-Lightweight-Transpo…

2x skuter motorji

2x motorne plošče Cytron

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 polnilna baterija

vezanega lesa

L-nosilci

gumijaste talne obloge

3. korak: Izdelava motorja za pritrditev na invalidski voziček in glave lutke

AJ je izdelal aparat, ki motorje skuterjev (2) pritrdi na dno invalidskega vozička in pritrdi nosilec na nagibni gumijasti jermen po meri. Vsak motor je nameščen posebej in pritrjen na ustrezno kolo. Dve kolesi, dva motorja. Motorji se nato napajajo in ozemljijo prek dveh motornih plošč Cytron do Arduina (1) do Raspberry Pi (1), vsi elementi se napajajo z 12 -voltno polnilno baterijo (1). Motorni aparati so bili ustvarjeni iz vezanega lesa, L-nosilcev, kvadratnih nosilcev in lesenih pritrdilnih elementov. Z ustvarjanjem lesenega nosilca okoli dejanskega motorja je bilo namestitev motorja na dno invalidskega vozička veliko lažje in ga je bilo mogoče premakniti, da zategnete jermen. Motorni aparati so bili nameščeni z vrtanjem skozi kovinski okvir invalidskega vozička in pritrditvijo lesa na okvir z L-nosilci.

Zobati jermeni so bili izdelani iz gumijastih talnih oblog. Gumijaste talne obloge so imele že izdelan nagib, ki je po velikosti podoben nosilcem motorjev. Vsak kos je bil obrezan do širine, ki deluje z vrtljivim nosilcem motorjev. Vsak kos rezane gume je bil spojen skupaj, tako da je brušil en konec in drugi konec ter nanesel majhno količino lepila Barge za povezavo. Barža je zelo nevarna in med uporabo morate nositi masko, uporabiti pa morate tudi prezračevanje. Ustvaril sem več vrst velikosti zobatega jermena: super tesen, tesen, zmeren. Nato je bilo treba pas povezati s kolesom. Samo kolo ima na dnu majhno površino, ki spremlja pas. Ta majhen prostor je bil povečan s kartonskim cilindrom z vročo lepljeno gumijasto jermenico na površino. Na ta način bi zobati jermen lahko prijel za kolo in mu pomagal, da se sinhronizira z vrtečim se motorjem skuterja.

AJ je ustvaril tudi lažno glavo, ki integrira modul kamere Raspberry Pi. Ray je uporabil slepo glavo in namestil kamero in ploščo Pi v predelo lutke. Reže so bile ustvarjene za vmesnike USB in HDMI, za stabilizacijo kamere pa se uporablja lesena palica. Kamera je nameščena na 3D tiskanem kosu po meri, ki ima nastavek za vijake 1/4-20. Datoteka je priložena (Ray je sprejel, da ustreza fitnu). AJ je glavo ustvaril z uporabo kartona, lepilnega traku in blond lasulje z oznakami. Vsi elementi so še v prototipni fazi. Umetna glava je bila pritrjena na telo manekenke in postavljena na sedež invalidskega vozička. Glava je bila pritrjena na maneken z uporabo kartonske palice.

4. korak: Pisanje in umerjanje kode

Rebecca in Ray sta najprej poskusila namestiti openCV neposredno na raspi s pythonom (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-…, vendar se zdi, da ne deluje v živo. Sčasoma po številnih poskusih namestitve openCV z uporabo pythona in neuspeh, smo se odločili za obdelavo na pi, ker knjižnica openCV v obdelavi deluje precej dobro. upravljajte arduino s serijsko komunikacijo.

Ray je napisal kodo za računalniški vid, ki se opira na datoteko xml, priloženo za zaznavanje obrazov. V bistvu vidi, če je središče pravokotnika obraza desno ali levo od središča, in premika motorje v nasprotnih smereh, tako da se stol obrne proti obrazu. Če je obraz dovolj blizu, se motorji ustavijo za fotografiranje. Če obrazov ni zaznanih, se ustavimo tudi, da ne povzročimo nepotrebnih poškodb (to funkcijo lahko spremenite, če menite, da ni dovolj hudobna).

Rebecca je kodo Arduino napisala za vmesnik z motorno ploščo z uporabo zaporedne komunikacije z obdelavo na pi. Pomembni ključi so odpiranje serijskih vrat USB ACM0 na Arduino in povezovanje maline pi z Arduinom prek USB kabla. Arduino povežite z gonilnikom enosmernega motorja za nadzor hitrosti in smeri motorja ter pošiljanje ukazov za smer in hitrost od maline pi do Arduina. V bistvu Ray -ova koda za obdelavo pove motorju hitrost, medtem ko Arduino pošteno ugiba o trajanju ukaza.

5. korak: Integrirajte invalidski voziček, manekenko ter kodo in test

Če smo združili vse dele, smo ugotovili, da je glavna težava povezava motorja s kolesi invalidskega vozička, saj bi zobati jermeni pogosto zdrsnili. Oba motorja sta bila nameščena z

invalidski voziček obrnjen navzdol za lažjo namestitev. Oba motorja sta delovala dobro, medtem ko sta priključena na 12-voltni vir akumulatorja. Ko so sami voziček prevrnili pokonci, so imeli motorji težave s premikanjem stola naprej in nazaj zaradi teže samega stola. Poskusili smo stvari, kot so spreminjanje širine jermena, dodajanje kljuk na straneh pasu in povečanje gonilne sile, vendar nobena ni delovala zanesljivo. motorji se bodo zaradi zaznavanja obrazov z malino pi premikali v ustrezno nasprotno smer, zato kodi Processing in Arduino delujeta tako, kot je predvideno, motorje pa je mogoče ustrezno upravljati. Naslednji koraki so, da naredimo močnejši način pogona koles na stolu in naredimo maneken stabilno.

6. korak: Uživajte v svojem novem zlobnem manekenskem invalidskem vozičku

Veliko smo se naučili o izdelavi motorjev in voznikov. Uspelo nam je zagnati zaznavanje obrazov na majhnem stroju z malinovo koščico. Ugotovili smo, kako upravljati motorje z motornimi ploščami in kako deluje moč motorjev. Naredili smo nekaj kul lutk, figur in prototipov ter celo kamero dali v usta. Zabavali smo se kot ekipa, ki se norčuje iz drugih ljudi. To je bila koristna izkušnja.