Scaun cu rotile controlat prin viziune computerizată cu manechin: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Proiect de AJ Sapala, Fanyun Peng, Kuldeep Gohel, Ray LC Instructibil de AJ Sapala, Fanyun Peng, Ray LC.

Am creat un scaun cu rotile cu roți controlate de o placă Arduino, care este la rândul său controlată de un pi zmeură care rulează openCV prin Procesare. Când detectăm fețele în openCV, mutăm motoarele spre el, rotind scaunul cu rotile astfel încât să fie orientat către persoană, iar manechinul (prin gura lui) va face o fotografie foarte înfricoșătoare și o va împărtăși lumii. Aceasta este rea.

Pasul 1: Proiectarea, prototipul și schemele scaunului cu rotile

Conceptul inițial s-a bazat pe ideea că o piesă mobilă va fi capabilă să spioneze colegii de clasă nebănuiți și să le facă fotografii urâte. Am vrut să putem speria oamenii deplasându-ne spre ei, deși nu am anticipat că problemele mecanice ale motorului vor fi atât de dificile. Am considerat caracteristici care ar face ca piesa să fie cât mai atrăgătoare (într-un mod rău) posibil și am decis să implementăm un manechin pe un scaun cu rotile care să se poată deplasa către oamenii care utilizează viziunea computerizată. Un prototip al rezultatului a fost realizat de AJ din lemn și hârtie, în timp ce Ray și Rebecca au făcut OpenCV să ruleze pe un pi zmeură, asigurându-se că fețele pot fi detectate în mod fiabil.

Pasul 2: Materiale și configurare

1x scaun cu rotile (https://www.amazon.com/Medline-Lightweight-Transpo…

2x motoare pentru scuter

2 plăci de motor Cytron

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

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

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

1x baterie reîncărcabilă 12v

placaj

L-paranteze

pardoseli din cauciuc

Pasul 3: Fabricarea motorului pentru atașarea scaunului cu rotile și capul manechinului

AJ a fabricat un aparat care fixează motoarele scuterului (2) pe partea de jos a scaunului cu rotile și a atașat suportul de pas la o curea de distribuție din cauciuc personalizată. Fiecare motor este instalat separat și este fixat pe o roată corespunzătoare. Două roți, două motoare. Motoarele sunt apoi alimentate cu energie și împământare prin două plăci de motor Cytron către Arduino (1) la Raspberry Pi (1), toate elementele sunt alimentate cu o baterie reîncărcabilă de 12 volți (1). Aparatele motoare au fost create folosind placaj, consolă L, consolă pătrată și elemente de fixare pentru lemn. Prin crearea unei acolade din lemn în jurul motorului propriu-zis, instalarea motorului în poziție pe fundul scaunului cu rotile a fost mult mai ușoară și a putut fi mutată pentru a strânge cureaua de distribuție. Aparatele cu motor au fost instalate prin găurirea prin cadrul metalic al scaunului cu rotile și prin înșurubarea lemnului la cadru cu suporturi în L.

Centurile de distribuție au fost realizate din pardoseală din cauciuc. Pardoseala din cauciuc avea deja un pas realizat, care avea dimensiuni similare cu suportul rotativ al motoarelor. Fiecare piesă a fost tăiată la lățimea care funcționează cu suportul rotativ al motoarelor. Fiecare bucată de cauciuc tăiat a fost fuzionată împreună creând o „centură” prin șlefuirea unui capăt și a capătului opus și aplicarea unei cantități mici de adeziv Barge pentru conectare. Barja este foarte periculoasă și trebuie să purtați o mască în timp ce o utilizați, de asemenea, utilizați ventilație. Am creat mai multe varietăți de dimensiuni ale curelei de distribuție: super strâns, strâns, moderat. Cureaua trebuia apoi conectată la roată. Roata în sine are o suprafață mică pe bază pentru a însoți o centură. Acest spațiu mic a fost mărit cu un cilindru de carton cu cauciuc curea de distribuție lipit la cald de suprafața sa. În acest fel, cureaua de distribuție ar putea apuca roata pentru a o ajuta să se rotească sincronizată cu motorul scuterului care se rotește.

AJ a creat, de asemenea, un cap fals care integrează modulul camerei Raspberry Pi. Ray a folosit capul manechin și a instalat camera Pi și placa în zona gurii manechinului. Au fost create sloturi pentru interfețele USB și HDMI, iar o tijă de lemn este utilizată pentru stabilizarea camerei. Camera este montată pe o piesă personalizată tipărită 3D, care are un atașament pentru șuruburi 1 / 4-20. Fișierul este atașat (adoptat pentru potrivire de Ray din thingaverse). AJ a creat capul folosind carton, bandă adezivă și o perucă blondă cu markere. Toate elementele sunt încă în stadiul de prototip. Capul manechin a fost fixat pe corpul unui manechin feminin și așezat pe scaunul scaunului cu rotile. Capul a fost atașat la manechin cu ajutorul unei tije de carton.

Pasul 4: Scrierea și calibrarea codului

Rebecca și Ray au încercat mai întâi să instaleze openCV direct pe raspi cu python (https://pythonprogramming.net/raspberry-pi-camera-…, însă nu pare să funcționeze live. În cele din urmă, după multe încercări de a instala openCV folosind python și eșuând, am decis să mergem la Procesare pe pi, deoarece biblioteca openCV din Procesare funcționează destul de bine. Consultați https://github.com/processing/processing/wiki/Rasp… Rețineți, de asemenea, că funcționează cu porturile GPIO pe care le putem folosi apoi pentru controlați arduino folosind comunicarea Serial.

Ray a scris codul de viziune pe computer care se bazează pe fișierul xml atașat pentru detectarea fețelor. Practic, vede dacă centrul dreptunghiului feței este la dreapta sau la stânga centrului și mută motoarele în direcții opuse, astfel încât să rotească scaunul pe față. Dacă fața este suficient de aproape, motoarele sunt oprite pentru a face o fotografie. Dacă nu sunt detectate fețe, ne oprim și pentru a nu provoca răni inutile (puteți schimba acea funcționalitate dacă credeți că nu este suficient de rea).

Rebecca a scris codul Arduino pentru a interfața cu placa motorului folosind comunicarea serială cu Processing pe pi. Cheile importante sunt deschiderea portului serial USB ACM0 la Arduino și conectarea raspberry pi la Arduino printr-un cablu USB. Conectați Arduino cu un driver de motor DC pentru a controla viteza și direcția unui motor, trimitând comenzi de direcție și viteză de la raspberry pi la Arduino. Practic, codul de procesare al lui Ray îi spune motorului viteza de mers, în timp ce Arduino face o presupunere corectă pe durata comenzii.

Pasul 5: Integrarea scaunului cu rotile, manechinul și codul și testarea

Reunind toate piesele împreună, am constatat că problema principală a fost conectarea motorului la roțile scaunului cu rotile, deoarece curelele de distribuție ar aluneca frecvent. Ambele motoare au fost instalate cu

scaun cu rotile cu capul în jos pentru o instalare mai ușoară. Ambele motoare au funcționat bine în timp ce sunt atașate la sursa bateriei de 12 volți. Când scaunul cu rotile în sine a fost răsturnat în poziție verticală, motoarele au avut probleme cu mișcarea scaunului înapoi și înainte din cauza greutății scaunului în sine. Am încercat lucruri precum schimbarea lățimilor curelei de distribuție, adăugarea de știfturi pe părțile laterale ale curelei și creșterea forței motrice, dar niciuna nu a funcționat în mod fiabil. motoarele se vor deplasa în direcția opusă corespunzătoare datorită detectării feței cu raspberry pi, astfel încât codurile de procesare și Arduino funcționează conform intenției, iar motoarele pot fi controlate corespunzător. Pașii următori sunt de a crea un mod mai robust de a conduce roțile scaunului și de a stabiliza manechinul.

Pasul 6: Bucurați-vă de noul dvs. manechin rău-scaun cu rotile

Am învățat multe despre fabricarea motoarelor și a driverelor. Am reușit să rulăm detectarea feței pe o mașină mică cu groapă de zmeură. Am aflat cum să controlăm motoarele cu plăci de motor și cum funcționează puterea motoarelor. Am făcut niște manechine, figuri și prototipuri grozave și chiar i-am pus o cameră în gură. Ne-am distrat ca o echipă care ne amuzam de alte persoane. A fost o experiență plină de satisfacții.