芯耀
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行空板與麥輪小車！想象一下，你可以坐在家里，不用繁瑣的線連接電腦，不用趴在地上調(diào)試小車，優(yōu)雅地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制行空板和麥輪小車，實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉的追蹤和調(diào)控。
行空板
行空板一款由DFRobot研發(fā)地專為Python學(xué)習(xí)和使用設(shè)計(jì)的單板微型計(jì)算機(jī)。這意味著只要你的手機(jī)、電腦、平板等設(shè)備能夠與行空板在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，就能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)它。行空板不僅集成了LCD彩屏，讓你可以直觀地查看數(shù)據(jù)，還具備WiFi和藍(lán)牙功能，方便與其他設(shè)備連接和交互。此外，行空板還內(nèi)置了各種常用傳感器，可以感知周圍的環(huán)境。行空板具有WiFI可以無(wú)線調(diào)試，可以通過(guò)GPIO控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)有屏幕可以顯示狀態(tài)，進(jìn)而非常適合本項(xiàng)目。
麥輪介紹
可以全向運(yùn)動(dòng)的麥克納姆輪（Mecanum Wheel），可以實(shí)現(xiàn)在狹小空間內(nèi)，進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)向移動(dòng)的功能。相較于普通車輪需要車軸與復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)特定方向的旋轉(zhuǎn),麥克納姆輪卻可以在任意方向自由旋轉(zhuǎn),無(wú)需任何附加裝置，實(shí)現(xiàn)前行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的合力保證了這個(gè)平臺(tái)在最終的自由地移動(dòng)，而不改變小車自身的方向。
OpenCV介紹
OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一個(gè)開(kāi)源的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)，由一系列 C 函數(shù)和少量 C++ 類構(gòu)成，同時(shí)提供了Python、Ruby、MATLAB等語(yǔ)言的接口，實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的很多通用算法。其中包含了人臉識(shí)別的功能?？梢酝ㄟ^(guò)訓(xùn)練模型進(jìn)行視覺(jué)圖像的識(shí)別，包括輸出人臉和位置，就是本次項(xiàng)目中會(huì)用到的實(shí)現(xiàn)追蹤效果的視覺(jué)算法。
硬件清單
行空板
microbit電機(jī)驅(qū)動(dòng)
海盜船四輪平臺(tái)
60mm麥輪
三節(jié)5號(hào)電池盒
硬件連接
將行空板的金手指插入microbit擴(kuò)展板的擴(kuò)展插槽內(nèi)。
按圖示將四個(gè)麥輪連接到microbit電機(jī)驅(qū)動(dòng)板上，并安裝三節(jié)AA電池供電。
麥輪安裝的時(shí)候需要保持x型的組合方式。
運(yùn)行程序前，確定已做以下三個(gè)步驟，否則程序上傳會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)。
確定攝像頭的usb插好。
確定行空板已單獨(dú)供電。
確定將電機(jī)驅(qū)動(dòng)版的電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)。
遠(yuǎn)程調(diào)試行空板
行空板可以連接Wi-Fi進(jìn)行無(wú)線編程，實(shí)現(xiàn)無(wú)線優(yōu)雅調(diào)試。首先需要將行空板連接到與電腦連接的同一個(gè)WiFi下，有兩種配網(wǎng)方法。
配置方法一：USB連接電腦有線配網(wǎng)
1、使用USB線連接行空板到電腦時(shí)，行空板會(huì)虛擬為一個(gè)RNDIS網(wǎng)卡設(shè)備，此時(shí)板子IP地址固定為‘10.1.2.3’。
2、將行空板連接局域網(wǎng)wifi：在瀏覽器中輸入行空板ip：10.1.2.3。點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，輸入需要連接的wifi（注意需要使用2.4G Wi-Fi）。然后電腦連接同一個(gè)熱點(diǎn)，輸入行空板的IP即可開(kāi)始編程。
配置方法二：使用行空板熱點(diǎn)模式無(wú)線配網(wǎng)
1、首先開(kāi)啟行空板的無(wú)線熱點(diǎn)
按home鍵進(jìn)入主菜單，打開(kāi)‘開(kāi)關(guān)無(wú)線熱點(diǎn)模式’，查看ssid（熱點(diǎn)名稱）和pass（熱點(diǎn)密碼）使用可以連接wifi的電腦或手機(jī)連接到行空板的熱點(diǎn)。
2、長(zhǎng)按Home按鍵進(jìn)入行空板板載菜單，其中查看網(wǎng)絡(luò)信息頁(yè)面可以看到行空板作為無(wú)線熱點(diǎn)的時(shí)候IP地址固定是192.168.123.1
3、將行空板連接局域網(wǎng)wifi：在瀏覽器中輸入行空板ip：192.168.123.1。點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，選擇需要連接的wifi（注意需要使用2.4G Wi-Fi），輸入密碼連接成功。然后電腦連接同一個(gè)熱點(diǎn)，輸入板子的IP即可開(kāi)始編程。
至此，行空板遠(yuǎn)程調(diào)試的功能完成。
編寫Python代碼
1、編程平臺(tái)：使用mind+或vscode編寫代碼。
2、代碼邏輯與編寫
使用OpenCV庫(kù)識(shí)別人臉并計(jì)算出在所處畫面的位置，當(dāng)位置小于20或大于80時(shí)，驅(qū)動(dòng)麥輪向左轉(zhuǎn)或向右轉(zhuǎn)達(dá)到追蹤轉(zhuǎn)向的效果。
步驟1?導(dǎo)入opencv、pingpong庫(kù)，初始化行空板和四個(gè)麥輪電機(jī)
步驟2?設(shè)定轉(zhuǎn)向功能
步驟3?加載人臉識(shí)別的分類模型，并加載攝像機(jī)
步驟4?設(shè)定攝像機(jī)參數(shù)
步驟5?循環(huán)判斷功能邏輯編寫
打開(kāi)攝像頭獲取視頻流?！?gt; 循環(huán)讀取每一幀,進(jìn)行人臉檢測(cè)。—> 如果沒(méi)有檢測(cè)到人臉,停止小車?！?gt; 如果檢測(cè)到人臉,獲取人臉位置,畫出矩形框。—> 根據(jù)人臉在畫面中的位置,如果橫軸x<20小車需要向左轉(zhuǎn), x=””>80小車向右轉(zhuǎn),否則停止。—> 顯示畫面并判斷是否退出循環(huán)。
步驟6?最后關(guān)閉攝像頭,停止電機(jī)
3、 情緒表情顯示模式
如果把移動(dòng)平臺(tái)想象成一個(gè)情感上獨(dú)立的實(shí)體與你互動(dòng)，那么相機(jī)圖像就可以用它自己的“面部表情”代替。當(dāng)它檢測(cè)到你的位置不同時(shí)，它會(huì)向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)觸發(fā)不同的表情。通過(guò)擬人化，它成為一個(gè)能夠表達(dá)其內(nèi)部狀態(tài)的反應(yīng)靈敏的伴侶，而不僅僅是一個(gè)帶有攝像頭的小車。這使得交互更加自然和有吸引力。
由行空板、麥克納姆輪和OpenCV組成的應(yīng)用,展現(xiàn)了遠(yuǎn)程無(wú)線控制和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的強(qiáng)大潛力，我們可以做更多創(chuàng)意應(yīng)用打造出各種智能、交互式的機(jī)器人和系統(tǒng)。在不久的將來(lái),這種將控制、視覺(jué)和網(wǎng)絡(luò)融為一體的系統(tǒng)可能會(huì)應(yīng)用在更多領(lǐng)域中,改善我們的生活和工作?？梢云诖锌瞻搴透嗉夹g(shù)結(jié)合帶來(lái)的無(wú)限可能!
關(guān)于該項(xiàng)目的詳細(xì)的介紹，您可以訪問(wèn)“DF創(chuàng)客社區(qū)”—“無(wú)線行空板, 遠(yuǎn)程控制人臉追蹤的麥輪小車”了解更多。
上海智位機(jī)器人
上海智位機(jī)器人成立于2010年，是全球領(lǐng)先的從事開(kāi)源硬件、機(jī)器人產(chǎn)品和科創(chuàng)教育的高科技企業(yè)，打造了DFRobot、蘑菇云科創(chuàng)教育等品牌，是國(guó)內(nèi)最早的創(chuàng)客理念引入者和倡導(dǎo)者，創(chuàng)客教育的開(kāi)拓者和引領(lǐng)者。旗下?lián)碛兄袊?guó)最大的線上DF創(chuàng)客社區(qū)和國(guó)家級(jí)創(chuàng)客空間——蘑菇云創(chuàng)客空間，提供豐富的線上和線下學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建了一個(gè)自由、開(kāi)放和富于創(chuàng)造力的交流空間。其Gravity產(chǎn)品已被全球超過(guò)100萬(wàn)開(kāi)發(fā)者選用。合作伙伴包括微軟、英特爾、Autodesk、霍尼韋爾、NASA、MIT等知名廠商和機(jī)構(gòu)。
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