የድምፅ አካባቢያዊ ማንነኪን ጭንቅላት በኪኔክት 9 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:29

ለአሽከርካሪ ድካም ክትትል ስርዓት የሙከራ ዱሚ ከማርጋሬት ጋር ይተዋወቁ። እሷ በቅርቡ ከሥራዎ retired ጡረታ ወጥታ ወደ መሥሪያ ቤታችን ቦታ አገኘች ፣ እና ከዚያ በኋላ ‹ዘግናኝ› ብለው የሚያስቡትን ትኩረት ስቧል። ለፍትህ ፍላጎት ፣ ከሳሾrsን ፊት ለፊት ለመጋፈጥ ችሎታ ሰጥቻታለሁ ፤ በነፍስ አልባ እይታዋ እርስዎን ከመከተል ይልቅ አሁን እሷ በእርግጥ ታደርጋለች። በአቅራቢያዋ ወደሚነጋገሩ ሰዎች አቅጣጫ ለመምራት ስርዓቱ የማይክሮሶፍት ኪኔክ እና ሰርቪስ ማይክሮፎን ድርድርን ይጠቀማል።

ደረጃ 1 ንድፈ ሃሳብ

ማዕዘኑን ማስላት

አንድ ነገር ስንሰማ ፣ ያ ጫጫታ በቀጥታ ከፊታችን ካልሆነ በስተቀር ከሌላው በፊት አንድ ጆሮ ይደርሳል። አእምሯችን ያንን መምጣት ዘግይቶ ይገነዘባል እና ያንን ወደ ጫጫታ ወደሚመጣው አጠቃላይ አቅጣጫ ይለውጠዋል ፣ ይህም ምንጩን እንድናገኝ ያስችለናል። ጥንድ ማይክራፎኖችን በመጠቀም ትክክለኛውን ተመሳሳይ አካባቢያዊነት ማሳካት እንችላለን። የማይክሮፎን ጥንድ እና የድምፅ ምንጭ የያዘውን የታየውን ሥዕላዊ መግለጫ ይመልከቱ። ከላይ ወደ ታች የምንመለከት ከሆነ ፣ የድምፅ ሞገዶች ክብ ናቸው ፣ ግን ወደ ምንጩ ያለው ርቀት በማይክሮፎኖች መካከል ካለው ርቀት ጋር በጣም ትልቅ ከሆነ ፣ ከዚያ ከአነፍናፊዎቻችን እይታ ማዕበሉ በግምት ዕቅድ ነው። ይህ የሩቅ መስክ ግምት በመባል የሚታወቅ ሲሆን የችግራችንን ጂኦሜትሪ ያቃልላል።

ስለዚህ የሞገድ ፊት ቀጥታ መስመር ነው ብለው ያስቡ። ድምፁ ከቀኝ የሚመጣ ከሆነ ፣ ማይክሮፎን #2 ን በጊዜ t2 እና ማይክሮፎን #1 ን t1 ላይ ይመታል። ማይክራፎን #2 እና ማይክሮፎን #1 በመምታት መካከል የተጓዘው ድምፅ ያለው ርቀት በድምፅ ፍጥነት / v / የተባዛውን ድምጽ የመለየት የጊዜ ልዩነት ነው።

d = v s *(t1-t2) = በእኛ *Δt

ይህንን ርቀት በማይክሮፎን ጥንድ እና አንግል the ከጥንድ ወደ ድምፅ ምንጭ ከግንኙነቱ ጋር ካለው ርቀት d 12 ጋር ማዛመድ እንችላለን-

cos (θ) = መ /መ 12 = በእኛ*Δt /d12

እኛ ሁለት ማይክሮፎኖች ብቻ ስላሉን ፣ በስሌታችን ውስጥ የድምፅ ምንጭ ከፊት ወይም ከኋላችን ላይ አሻሚ ይሆናል። በዚህ ስርዓት ውስጥ የድምፅ ምንጭ ጥንድ ፊት ላይ ነው ብለን እናስባለን እና በ 0 ዲግሪዎች (ሙሉ በሙሉ ወደ ጥንድ ቀኝ) ወደ 180 ዲግሪዎች (ሙሉ በሙሉ ወደ ግራ) መካከል ያለውን አንግል እንጨብጠዋለን።

በመጨረሻም ፣ ተቃራኒውን ኮሲን በመውሰድ ለታታ መፍታት እንችላለን-

θ = acos (vs*Δt/d12) ፣ 0 <= θ <= π

ማዕዘኑ ትንሽ ተፈጥሮአዊ እንዲሆን ፣ 0 ዲግሪ በቀጥታ ከጥንቱ ፊት እንዲገኝ እና +/- 90 ዲግሪዎች በግራ ወይም በቀኝ ሙሉ እንዲሆኑ ከቲታ 90 ዲግሪ መቀነስ እንችላለን። ይህ የእኛን አገላለጽ ከተገላቢጦሽ ኮሲን ወደ ተቃራኒው ሳይን ይለውጣል።

• cos (θ-π/2) = ኃጢአት (θ) = መ/d12 = በእኛ*Δt/d12
• θ = አሲን (በእኛ*Δt/d12) ፣ -π/2 <= θ <= π/2

መዘግየትን ማግኘት

ከላይ ካለው ቀመር እንደሚመለከቱት ፣ ለማእዘኑ መፍታት ያለብን ማይክሮፎን አንድ ከሚክሮፎን ሁለት ጋር ሲመጣ የድምፅ ሞገድ መዘግየት ነው። የድምፅ ፍጥነት እና በማይክሮፎኖች መካከል ያለው ርቀት ቋሚ እና የታወቀ ነው። ይህንን ለማሳካት በመጀመሪያ የድምፅ ምልክቶችን በ fs ድግግሞሽ ላይ ናሙና እናደርጋለን ፣ ከአናሎግ ወደ ዲጂታል በመቀየር እና ውሂቡን በኋላ ላይ ለማከማቸት። እኛ የድምፅ ሞገድ ተለይተው የሚታወቁ ባህሪያትን ለመያዝ በቂ ረጅም ጊዜ ያለው የናሙና መስኮት በመባል ለተወሰነ ጊዜ ናሙና እንሰጣለን። ለምሳሌ ፣ የእኛ መስኮት የመጨረሻው ግማሽ ሰከንድ የድምጽ ውሂብ ዋጋ ሊሆን ይችላል።

በመስኮት የተሰሩ የኦዲዮ ምልክቶችን ካገኘን በኋላ የመስቀለኛ ግንኙነታቸውን በማስላት በሁለቱ መካከል መዘግየትን እናገኛለን። የመስቀለኛውን ትስስር ለማስላት የመስኮት ምልክቱን ከአንድ ማይክሮፎን ተስተካክለን እንይዛለን እና ሁለተኛው ምልክቱን ከመጀመሪያው ዘንግ እስከ መጀመሪያው ድረስ ባለው የጊዜ ዘንግ ላይ ያንሸራትቱ። በማንሸራተቻችን በእያንዳንዱ ደረጃ እኛ በተንሸራታች ምልክታችን ውስጥ ባለው ተጓዳኝ ነጥብ እያንዳንዱን ነጥብ በቋሚ ምልክታችን እናባዛለን ፣ ከዚያ ለዚያ ደረጃ የእኛን ተዛማጅ ተባባሪነት ለማስላት ሁሉንም ውጤቶች በአንድ ላይ ያጠቃልላል። የእኛን ስላይድ ከጨረሱ በኋላ ፣ ከፍተኛው የግንኙነት ቅንጅት ያለው ደረጃ ሁለቱ ምልክቶች በጣም ከሚመሳሰሉበት ነጥብ ጋር ይዛመዳል ፣ እና እኛ በምን ደረጃ ላይ እንደምንሆን ይነግረናል ምን ያህል ናሙናዎች n ሲግናል ከምልክት 1. እንደሚካካስ 1. n አሉታዊ ከሆነ ፣ ከዚያ ምልክት ሁለት ከምልክት አንድ ወደ ኋላ ቀርቷል ፣ አዎንታዊ ከሆነ ምልክት ሁለት ወደፊት ነው ፣ እና ዜሮ ከሆነ ሁለቱ ቀድሞውኑ ተስተካክለዋል። የእኛን የናሙና ድግግሞሽ ከግንኙነት Δt = n/fs ጋር በመጠቀም ይህንን የናሙና ማካካሻ ወደ የጊዜ መዘግየት እንለውጣለን ፣ ስለዚህ -

θ = አሲን (vs*n/(d12*fs)) ፣ -π/2 <= θ <= π/2

ደረጃ 2: አካላት

ክፍሎች

• ማይክሮሶፍት ኪኔክት ለ Xbox 360 ፣ ሞዴል 1414 ወይም 1473. ኪኔክ እኛ በምንጠቀምበት መስመራዊ ድርድር የተደረደሩ አራት ማይክሮፎኖች አሉት።
• የ Kinect ን የባለቤትነት ማያያዣን ወደ ዩኤስቢ + ኤሲ ኃይል ለመቀየር አስማሚ።
• Raspberry Pi 2 ወይም 3 የሚሮጥ Raspbian Stretch። እኔ መጀመሪያ ፒ 1 ሞዴል ቢ+ን ለመጠቀም ሞከርኩ ፣ ግን በቂ ኃይል አልነበረውም። ከኪነቴክ ማለያየት ችግሮች ነበሩኝ።
• ሊያገኙት የሚችሉት በጣም ዘግናኝ የማኒንኪን ራስ
• የማኒንኪን ጭንቅላቱን ለማዞር በቂ የሆነ የአናሎግ ሰርቪስ
• ሁለቱንም ፒ እና አገልጋዩን እና ቢያንስ ሁለት ወደቦችን ለማብራት በቂ አምፔር ያለው የ 5 ቪ ዩኤስቢ ግድግዳ መሙያ። (ከዚህ ጋር የሚመሳሰል የ 5 ኤ 3-ወደብ መሰኪያ እጠቀም ነበር
• ሁለት መውጫዎች ያሉት አንድ የኤክስቴንሽን ገመድ (አንደኛው ለዩኤስቢ ግድግዳ መሙያ እና ሁለተኛው ለ Kinect AC አስማሚ)።
• ሁለት የዩኤስቢ ኬብሎች-ፒ-ን ለማንቀሳቀስ ከኤ-እስከ ማይክሮ-ዩኤስቢ ገመድ እና ሌላውን ለመቁረጥ የማይፈልጉትን ሰርቪስ ለማብራት
• ሁሉም ነገር የሚቀመጥበት መድረክ እና ለምናኔው ጭንቅላት ሌላ ትንሽ መድረክ። እኔ እንደ ፕላስቲክ የሚያገለግል ትሪ እንደ መሠረት እና እንደ ፕላስቲክ ፕላስቲክ እንደ ዋና መድረክ እጠቀም ነበር። ሁለቱም ከዎልማርት የመጡ እና ጥቂት ዶላር ብቻ ወጡ
• 4x #8-32 1/2 bol ብሎኖች እና ፍሬዎች የእርስዎን servo ከትልቁ መድረክ ጋር ለማያያዝ
• 2x M3 8 ሚሜ መቀርቀሪያ ከእቃ ማጠቢያዎች (ወይም የ servo ቀንድዎን ወደ ትንሹ መድረክ ለማያያዝ የሚያስፈልግዎት መጠን)
• ሁለት ከወንድ-ወደ-ወንድ ዝላይ ሽቦዎች ፣ አንድ ቀይ እና አንድ ጥቁር ፣ እና አንድ ከሴት ወደ ወንድ ዝላይ ገመድ
• ማጣበቂያ የሚደግፍ ቬልክሮ ሰቆች
• የኤሌክትሪክ ቴፕ
• ለኬብል አስተዳደር የቴፕ ቴፕ

መሣሪያዎች

• Dremel በመቁረጫ ጎማ
• ቁፋሮ
• 7/64”፣ 11/16” እና 5/16”ቁፋሮ ቁፋሮዎች
• M3 መታ ያድርጉ (እንደ አማራጭ በእርስዎ servo ቀንድ ላይ በመመስረት)
• ጠመዝማዛ
• ብረትን ከሽያጭ ጋር
• የእገዛ እጆች (አማራጭ)
• ምልክት ማድረጊያ
• ኮምፓስ
• የሽቦ ቆራጮች
• መልቲሜትር (ከተፈለገ)

PPE

• የደህንነት መነጽሮች

• የፊት ጭንብል (ለ dremmel- ኢድ ፕላስቲክ ቁርጥራጮች)።

ደረጃ 3 - የታችኛው የመሣሪያ ስርዓት ስብሰባ

እኛ የምናደርገው የመጀመሪያው ክፍል የእኛን ኪኔክ ፣ ሰርቪስ እና ሁሉንም ኤሌክትሮኒክስዎቻችንን የሚይዝ የታችኛው መድረክ ነው። መድረክን ለመሥራት የሚከተሉትን ያስፈልግዎታል

• የፕላስቲክ ማገልገል ትሪ
• ሰርቮ
• 4x #8-32 1/2 "ብሎኖች ከለውዝ ጋር
• Dremel በመቁረጥ ጎማ
• ጠመዝማዛ
• ቁፋሮ
• 11/16 "ቁፋሮ ቢት
• ምልክት ማድረጊያ

እንዴት ማድረግ

1. ትሪዎን ወደታች ያዙሩት።
2. በትራፊኩ ጀርባ አቅራቢያ የእርስዎን servo ወደ ጎን ያኑሩ ፣ የ servo ውፅዓት ማርሽ በትሪው መሃል መስመር ላይ መገኘቱን ያረጋግጡ ፣ ከዚያ በ servo መሠረት ዙሪያ ምልክት ያድርጉ።
3. የእርስዎን ድሬሜል እና የመቁረጫ መንኮራኩር በመጠቀም ምልክት ያደረጉበትን ቦታ ይቁረጡ ፣ ከዚያ ሰርቪዎን ወደ ማስገቢያው ያንሸራትቱ።
4. በትራኩ ላይ የ servo መኖሪያ ቤት መጫኛ ቀዳዳዎችን ማዕከሎች ምልክት ያድርጉ ፣ ከዚያ ሰርቪሱን ያስወግዱ እና እነዚያን ቀዳዳዎች በ 11/16 "ቁፋሮ ቢትዎ ያርቁ። ቀዳዳዎችን በሚቆፍሩበት ጊዜ እንደዚህ ያለ ቀጭን ፕላስቲክ መሰንጠቅ በጣም ቀላል ነው ፣ ስለሆነም የበለጠ ደህንነቱ የተጠበቀ ሆኖ አግኝቼዋለሁ። መልመጃውን በተገላቢጦሽ ለማሄድ እና ቁሳቁሱን በቀስታ ለማቃለል። ቀዳዳዎቹን በትክክል ከመቆፈር ይልቅ በጣም ቀርፋፋ ነው ፣ ግን ምንም ስንጥቆች አለመኖራቸውን ያረጋግጣል።
5. በመያዣው ውስጥ ሰርቪዎን መልሰው ያስቀምጡ ፣ ከዚያ በ #8-32 ብሎኖች እና ለውዝ ወደ ትሪው ይጫኑት።

ደረጃ 4: የጭንቅላት መድረክ ስብሰባ

እኛ የምናደርገው ቀጣዩ ክፍል የማኒንኪን ጭንቅላትን ከ servo ጋር ለማገናኘት መድረክ ይሆናል። የጭንቅላት መድረክን ለመሥራት የሚከተሉትን ያስፈልግዎታል

• የፕላስቲክ ሳህን
• ሰርቮ ቀንድ
• 2x M3 8 ሚሜ መቀርቀሪያ ከማጠቢያዎች ጋር
• ጠመዝማዛ
• ቁፋሮ
• 7/64 "እና 5/16" ቁፋሮ ቁፋሮዎች
• ኮምፓስ
• Dremel በመቁረጫ ጎማ

እንዴት ማድረግ

1. ኮምፓስዎን ከማኒንኪን ራስዎ ራዲየስ ያዘጋጁ።
2. በሰሌዳው መሃል ላይ ያተኮረ ክበብ ምልክት ለማድረግ ኮምፓስዎን ይጠቀሙ። ይህ የእኛ የጭንቅላት መድረክ ትክክለኛ መጠን ይሆናል።
3. ከሳህኑ ውስጥ ትንሹን መድረክ ለመቁረጥ ድሬሜልዎን እና የመቁረጫ ጎማዎን ይጠቀሙ።
4. በ 5/16 "ቁፋሮ ቢት አዲሱን የመሣሪያ ስርዓትዎን መሃል ይከርክሙት። ይህ የእኛን servo ቀንድ ወደ የእኛ ሰርቪስ የሚጭን ዊንጌት መዳረሻ ይሰጠናል። እኔ ቀዳዳውን እንደቆፈርኩ የመድረክ መረጋጋት ለመስጠት ፣ አንድ ስፖንጅ አኖራለሁ። ከእሱ በታች ሽቦ እና በመጠምዘዣው መሃል በኩል ተቆፍሯል።
5. ከመድረኩ መሃል ጋር የ servo ቀንድዎን አሰልፍ እና ቀንዱን ከመድረኩ ጋር ለማያያዝ ሁለት ቀዳዳዎችን ምልክት ያድርጉ። ለ M3 መቀርቀሪያ ጭንቅላቶችዎ እና ማጠቢያዎችዎ ቦታ እንዲኖር እነዚህ የመጫኛ ቀዳዳዎች በጣም ርቀው መኖራቸውን ያረጋግጡ።
6. እነዚህን ምልክት የተደረገባቸውን ቀዳዳዎች በ 7/64 ኢንች ቁፋሮ ቁፋሮ ያድርጉ።
7. የእኔ የ servo ቀንድ የታችኛው ቀዳዳ ለስላሳ ነበር ፣ ማለትም ለ M3 መቀርቀሪያ ክሮች አልነበሩም። ስለዚህ ፣ ክሮቹን ለመሥራት የእኔን መሰርሰሪያ እና የ M3 መታ ተጠቅሜያለሁ።
8. የ servo ቀንድን ከጭንቅላቱ መድረክ ጋር ለማያያዝ መቀርቀሪያዎቹን እና ማጠቢያዎቹን ይጠቀሙ።

ደረጃ 5 - የ Servo የኃይል ገመድ

የአናሎግ ሰርቪስ በተለምዶ ከ 4.8-6 ቪ ጋር የተጎላበተ ነው። Raspberry Pi ቀድሞውኑ በ 5V ከዩኤስቢ የሚጎበኝ ስለሆነ ፣ ከዩኤስቢ አገልጋዩን በማብራት ስርዓታችንን ቀለል እናደርጋለን። ይህንን ለማድረግ የዩኤስቢ ገመድ መለወጥ ያስፈልገናል። የ servo ኃይል ገመድ ለመሥራት የሚከተሉትን ያስፈልግዎታል

• የዩኤስቢ ገመድ በአይ-ኤ መጨረሻ (በኮምፒተርዎ ውስጥ የሚሰካ ዓይነት)
• አንድ ቀይ እና አንድ ጥቁር ዝላይ ሽቦ
• የመሸጫ ብረት
• ሻጭ
• የሽቦ ቆራጮች
• የኤሌክትሪክ ቴፕ
• የእገዛ እጆች (አማራጭ)
• መልቲሜትር (አማራጭ)

እንዴት ማድረግ

1. የዩኤስቢ ዓይነት- A ማያያዣውን ከኬብልዎ ይቁረጡ ፣ ከዚያም አራቱን የውስጥ ሽቦዎች ለመግለጥ ትንሽ ማገጃውን ያውጡ። በተጋለጡ ሽቦዎች ዙሪያ መከለያውን ይቁረጡ።
2. በተለምዶ የዩኤስቢ ገመድ አራት ገመዶች ይኖሩታል - ሁለቱ ለመረጃ ማስተላለፍ እና ለመቀበል እና ሁለት ለኃይል እና ለመሬት። እኛ በተለምዶ ቀይ እና ጥቁር ለሆኑት ኃይል እና መሬት ፍላጎት አለን። ከቀይ እና ጥቁር ሽቦዎች የተወሰነውን ሽፋን ያስወግዱ እና አረንጓዴ እና ነጭ ሽቦዎችን ይቁረጡ። ትክክለኛው ኃይል እና የመሬት ሽቦዎች የሉዎትም ብለው የሚጨነቁ ከሆነ ገመድዎን በዩኤስቢ የኃይል አስማሚዎ ውስጥ መሰካት እና የውጤት ቮልቴጅን ከአንድ ባለ ብዙ ማይሜተር ጋር ማረጋገጥ ይችላሉ።
3. በመቀጠልም ከቀይ እና ጥቁር ዝላይ ኬብሎችዎ አንዱን ጫፍ ይቁረጡ እና የተወሰነውን ሽፋን ያስወግዱ።
4. አሁን የእርስዎን ዝላይ እና የዩኤስቢ ኬብሎች የተጋለጡትን ጥቁር ሽቦዎች አንድ ላይ ያጣምሩ። የተጋለጡትን ሽቦዎች ማዕከሎች ተሻገሩ እና እርስ በእርሳቸው አዙሯቸው። ከዚያ አንድ ላይ እንዲይዙ ለተጋቡ ሽቦዎች ሻጩን ይተግብሩ። እጆችዎን መርዳት ኬብሎችዎን በቦታው በመያዝ ይህንን ቀላል ያደርጉታል።
5. ለቀይ ሽቦዎች ደረጃ 4 ን ይድገሙት።
6. የተጋለጡትን ሽቦዎች በኤሌክትሪክ ቴፕ ይሸፍኑ ፣ ወይም ጥሩ ስሜት የሚሰማዎት ከሆነ ሙቀትን ይቀንሱ። ሽቦዎቹ በጣም ትንሽ ስለሆኑ እነዚህ መገጣጠሚያዎች ደካማ ይሆናሉ ፣ ስለሆነም የጁምፐር ገመዶችን የሚይዝ ሁለተኛውን የቴፕ ንብርብር በዩኤስቢ ገመድ ውጫዊ ሽፋን ላይ ይጨምሩ። ይህ ስብሰባውን የበለጠ ግትር ያደርገዋል እና ስለሆነም ከመታጠፍ የመላቀቅ እድሉ አነስተኛ ይሆናል።

ደረጃ 6 የኤሌክትሮኒክስ መጫኛ

በመጨረሻም ኤሌክትሮኒካችንን እና ሌሎቹን ሁሉ ወደ ታችኛው መድረክ በመጫን ሁሉንም ነገር አንድ ላይ እናመጣለን። ያስፈልግዎታል:

• የታችኛው መድረክ
• የጭንቅላት መድረክ
• የማኒንኪን ራስ
• ከ USB+AC አስማሚ ጋር Kinect
• የዩኤስቢ ኃይል አስማሚ
• የኤክስቴንሽን ገመድ
• የማይክሮ ዩኤስቢ ገመድ
• Servo የኃይል ገመድ
• Raspberry Pi
• ወንድ-ወደ-ሴት ዝላይ ገመድ
• ተለጣፊ ቬልክሮ
• መቀሶች

እንዴት ማድረግ

1. ከቬልክሮ ጋር ወደ ትሪው ታችኛው ክፍል ፒውን ይጫኑ።
2. የዩኤስቢ የኃይል አስማሚውን በቬልክሮ ያያይዙ።
3. Servo እና Pi ን በዩኤስቢ የኃይል አስማሚ ውስጥ ይሰኩ።
4. የፒን ፒን 12 (GPIO18) ከሴርቮው የምልክት ገመድ ጋር ያገናኙ። በቀኝ በኩል ወደ ታች 6 ኛ ፒን ነው።
5. የኤክስቴንሽን ገመድዎን በትሪው የኋላ መያዣ በኩል ያጥፉት እና የዩኤስቢ የኃይል አስማሚውን በአንድ በኩል ይሰኩ።
6. Kinect USB+AC አስማሚውን ይውሰዱ እና የኃይል አስማሚውን በቅጥያው ገመድ በሌላኛው በኩል እና ዩኤስቢውን በ Pi ውስጥ ያስገቡ።
7. በመያዣው የፊት እጀታ በኩል የ Kinect ን ገመድ እባብ እና ወደ Kinect አስማሚ ያስገቡ።
8. ገመዶቹን ከመድረክ ታችኛው ክፍል ጋር ለመያዝ የቴፕ ቴፕ እጠቀም ነበር። ይህ በጣም የሚያምር አይመስልም ፣ ግን እንደ እድል ሆኖ ይህ ሁሉ ተደብቋል።
9. መድረኩን በቀኝ በኩል ወደ ላይ ያንሸራትቱ እና ኪኔክን ወደ መድረኩ ፊት ለመሰካት ቬልክሮን ይጠቀሙ።
10. ምናሴውን ጭንቅላት ወደ ራስ መድረክ ላይ ለመጫን ቬልክሮ ይጠቀሙ። ምንም እንኳን ሁሉም ነገር ከተሰለፈ በኋላ ፣ የ servo ቀንድ መጫኛ ዊንዙን መድረስ እንድንችል ሁለቱን ቁርጥራጮች ለይ። ምንም እንኳን ሁሉንም ነገር አሰላለፍ እንድንችል ሰርቪው በመጀመሪያ በማዕከሉ ቦታ ላይ መሆኑን ማረጋገጥ ስላለብን ቀንድዎን ወደ ሰርቪው አያዙሩት። ይህንን በሚቀጥለው ደረጃ እናደርጋለን።

ደረጃ 7 ሶፍትዌር እና ስልተ ቀመር

አጠቃላይ እይታ

የዚህ ፕሮጀክት ሶፍትዌር በ C ++ ውስጥ የተፃፈ ሲሆን የሮቦቶች ሶፍትዌርን ለመፃፍ ማዕቀፍ ከሮቦት ኦፐሬቲንግ ሲስተም (ROS) ጋር ተዋህዷል። በ ROS ውስጥ ፣ ለስርዓት ሶፍትዌሩ እያንዳንዱ መስቀለኛ ክፍል የስርዓቱን ተግባራዊነት የተወሰነ ንዑስ ክፍል በሚተገበርባቸው ኖዶች በተባሉት የፕሮግራሞች ስብስብ ውስጥ ተከፋፍሏል። መረጃን የሚያመርቱ አንጓዎች በሚታተሙበት እና ውሂቡን የሚበሉ አንጓዎች በሚመዘገቡበት የሕትመት/የደንበኝነት ምዝገባ ዘዴን በመጠቀም ውሂብ በኖዶች መካከል ይተላለፋል። በዚህ መንገድ ኮዱን መገልበጥ የስርዓት ተግባር በቀላሉ እንዲሰፋ እና አንጓዎች በስርዓቶች መካከል ለፈጣን ልማት እንዲጋሩ ያስችላል።

በዚህ ስርዓት ውስጥ ROS በዋነኝነት ጥቅም ላይ የሚውለው የድምፅ ፕሮቶኮሉን ከሚቆጣጠረው ኮድ የድምፅ ምንጭ የመድረሻ (DOA) አቅጣጫን ለማስላት ነው ፣ ሌሎች ፕሮጀክቶች ሊያስፈልጋቸው ወይም ሊፈልጉት የማይፈልጉትን የ servo ኮድ ሳያካትቱ የ Kinect DOA ግምትን እንዲያካትቱ በመፍቀድ ነው።. ኮዱን ራሱ ለመመልከት ከፈለጉ በ GitHub ላይ ሊገኝ ይችላል-

github.com/raikaDial/kinect_doa

Kinect DOA መስቀለኛ መንገድ

የ kinect_doa መስቀለኛ መንገድ ሁሉንም የሚስብ በማድረግ የዚህ ሥርዓት ሥጋ እና አጥንቶች ናቸው። በሚነሳበት ጊዜ የ ROS ን መስቀልን ያስጀምራል ፣ ሁሉንም የ ROS አስማት እንዲቻል ያደርገዋል ፣ ከዚያ የድምጽ ዥረቶች እንዲገኙ firmware ን ወደ ኪኔክ ይሰቅላል። ከዚያ የድምፅ ዥረቶችን የሚከፍት እና በማይክሮፎን ውሂብ ውስጥ ማንበብ የሚጀምር አዲስ ክር ይፈጥራል። Kinect አራት ማይክሮፎኖቹን በ 16 kHz ድግግሞሽ እያንዳንዱን ናሙና ያወጣል ፣ ስለሆነም በስሌት ጭነት ምክንያት መረጃን እንዳያመልጥ እርስ በእርስ መገናኘትን እና የመረጃ አሰባሰቡን በተናጠል ክሮች ውስጥ ማድረጉ ጥሩ ነው። ከ Kinect ጋር መስተጋብር የሚከናወነው libfreenect ን ፣ ታዋቂ ክፍት ምንጭ ነጂን በመጠቀም ነው።

የስብስብ ክር አዲስ መረጃ በተገኘ ቁጥር የመደወያ ተግባርን ያከናውናል ፣ እና ሁለቱም ውሂቡን ያከማቹ እና DOA ን መቼ እንደሚገምቱ ይወስናል። ከእያንዲንደ ማይክሮፎን የተገኘው መረጃ በ 8192 ናሙናዎች ውስጥ ከሚገኘው የእኛ ናሙና መስኮት ጋር በእኩል መጠን በሚሽከረከር ቋት ውስጥ ተከማችቷል። ይህ በአፈጻጸም እና በስሌት ጭነት መካከል ጥሩ ሚዛን ለመሆን በመሞከር ያገኘሁትን ካለፈው ግማሽ ሰከንድ የውሂብ ዋጋ ጋር ተሻጋሪ ትስስርን ወደ ማስላት ይተረጉማል። የ DOA ግምቱ ለእያንዳንዱ የ 4096 ናሙናዎች ዋናውን ክር በማመልከት ይነሳል ፣ ስለዚህ ተከታታይ መስቀሎች በ 50%ይደራረባሉ። መደራረብ የሌለበትን ጉዳይ ግምት ውስጥ ያስገቡ ፣ እና በናሙና መስኮቱ በግማሽ የሚቆረጥ በጣም ፈጣን ድምጽ ያሰማሉ። ልዩ ድምፅዎ በፊት እና በኋላ ምናልባት ነጭ ጫጫታ ሊሆን ይችላል ፣ ይህም ከመስቀለኛ ትስስር ጋር ለመስመር ከባድ ሊሆን ይችላል። ተደራራቢ መስኮቶች የበለጠ የተሟላ የድምፅ ናሙና ይሰጡናል ፣ ለመስመር የበለጠ ልዩ ባህሪያትን በመስጠት የመስቀለኛ ግንኙነታችንን አስተማማኝነት ይጨምራል።

ዋናው ክር ምልክቱን ከስብስቡ ክር ይጠብቃል ፣ ከዚያ የ DOA ግምት ያሰላል። በመጀመሪያ ፣ የተያዙት የሞገድ ቅርጾች ከነጭ ጫጫታ በእጅጉ የተለዩ መሆናቸውን ወይም አለመሆኑን ይፈትሻል። ያለዚህ ቼክ ፣ አስደሳች ድምፆች ቢኖሩም ባይኖሩም ግምታችንን በሰከንድ አራት ጊዜ እናሰላለን ፣ እና የማኒንኪን ጭንቅላታችን የስፕላቲክ ውጥንቅጥ ይሆናል። በዚህ ስርዓት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የነጭ ጫጫታ ማወቂያ ስልተ ቀመር እዚህ ከተዘረዘሩት ሁለቱ የመጀመሪያው ነው። እኛ የሞገድ ቅርፃችን አመጣጥ ፍጹም ውህደት ሬሾውን ወደ ፍጹም ውህደቱ እናሰላለን። ከፍተኛ የነጭ-ጫጫታ ይዘት ላላቸው ምልክቶች ይህ ሬሾ ከአነስተኛ ጫጫታ ምልክቶች ከፍ ያለ ነው። ጫጫታውን ከጩኸት ውጭ የሚለየው ለዚህ ጥምርታ ደፍ በማዘጋጀት ፣ ተገቢ በሚሆንበት ጊዜ ብቻ መስቀለኛ ግንኙነቱን መቀስቀስ እንችላለን። በእርግጥ ይህ ሬሾ ስርዓቱ ወደ አዲስ አከባቢ በተዘዋወረ ቁጥር እንደገና መታረም ያለበት ነገር ነው።

የሞገድ ቅርጾቹ ጉልህ ጫጫታ የሌላቸውን ይዘቶች ይዘዋል ብለው ከወሰኑ በኋላ ፕሮግራሙ በመስቀለኛ ትስስሮች ይቀጥላል። ሆኖም በእነዚህ ስሌቶች ውስጥ የተገነቡ ሶስት አስፈላጊ ማመቻቸት አሉ-

1. በኪንቴክ ላይ አራት ማይክሮፎኖች አሉ ፣ ማለትም እርስ በእርስ መገናኘት የምንችልባቸው ስድስት አጠቃላይ ጥንድ ሞገድ ቅርጾች አሉ። ሆኖም ፣ የማይክሮፎን ድርድር የቦታ አቀማመጥን ከተመለከቱ ፣ ማይክሮፎኖች 2 ፣ 3 እና 4 እርስ በእርስ በጣም ቅርብ መሆናቸውን ማየት ይችላሉ። በእውነቱ እነሱ እነሱ በጣም ቅርብ ከመሆናቸው የተነሳ በድምፅ ፍጥነት እና በእኛ የናሙና ድግግሞሽ ምክንያት 2 ፣ 3 እና 4 የተቀበሉት የሞገድ ቅርጾች ቢበዛ በአንድ ናሙና ከፊት ወይም ከኋላ ይለያያሉ ፣ ይህም በስሌቱ maxlag = Δd ማረጋገጥ እንችላለን *fs/vs ፣ Δd የማይክሮፎን ጥንድ መለያየት ባለበት ፣ fs የናሙና ድግግሞሽ ሲሆን እኛ ደግሞ የድምፅ ፍጥነት ነው። ስለዚህ ፣ በእነዚህ ሶስቱ መካከል ጥንድ ጥንድ ማዛመዱ ዋጋ የለውም ፣ እና ማይክሮፎን 1 ን ከ 2 ፣ 3 እና 4 ጋር ማዛመድ ብቻ ያስፈልገናል።
2. የኦዲዮ ምልክቶች መደበኛ የመስቀለኛ ትስስር ድግግሞሾች (ማሚቶዎች) ባሉበት ደካማ እንደሚሠራ ይታወቃል። አንድ ጠንካራ አማራጭ ከጠቅላላ ለውጥ (GCC-PHAT) ጋር አጠቃላይ ተሻጋሪ ትስስር በመባል ይታወቃል። ይህ ዘዴ በመስቀለኛ ትስስር ውስጥ ቁንጮዎችን የሚያሰፋ የክብደት ተግባርን ለመተግበር ወደ ታች ይወርዳል ፣ ይህም የመጀመሪያውን ምልክት ከአስተጋባዎች ለመለየት ቀላል ያደርገዋል። የ GCC-PHAT አፈፃፀምን በማስተጋቢያ ክፍል ውስጥ ካለው ቀላል የመስቀለኛ ትስስር ጋር አነፃፅር (አንብብ-የኮንክሪት መታጠቢያ እየተሻሻለ ነው) ፣ እና GCC-PHAT ትክክለኛውን አንግል ለመገመት 7 እጥፍ የበለጠ ውጤታማ ሆኖ አግኝቼዋለሁ።
3. መስቀለኛ መንገድን በሚፈጽሙበት ጊዜ ሁለቱን ምልክቶች እንይዛለን ፣ አንዱን በአንዱ ላይ በማንሸራተት ፣ እና በእያንዳንዱ ደረጃ እያንዳንዱን በቋሚ ምልክታችን ውስጥ በማንሸራተቻ ምልክታችን በእያንዳንዱ ነጥብ እናባዛለን። ለ n ርዝመት ሁለት ምልክቶች ፣ ይህ n^2 ስሌቶችን ያስከትላል። በምትኩ በድግግሞሽ ጎራ ውስጥ ተሻጋሪ ትስስርን በማከናወን ይህንን ማሻሻል እንችላለን ፣ ይህም ፈጣን የፎሪየር ለውጥን (የ nlogn ስሌቶችን) ያጠቃልላል ፣ እያንዳንዱን ነጥብ በአንድ በተለወጠ ምልክት ውስጥ በሌላው (n ስሌቶች) ውስጥ በተዛማጅ ነጥብ በማባዛት ፣ ከዚያም የተገላቢጦሽ በማከናወን የፎሪየር ለውጥ ወደ ጊዜ ጎራ (nlogn ስሌቶች) ለመመለስ ፣ n+2*nlogn ስሌቶችን ፣ ከ n^2 ያነሰ አስከትሏል። ሆኖም ፣ ይህ የዋህ አቀራረብ ነው። በእኛ ድርድር ውስጥ ያሉት ማይክሮፎኖች በጣም ቅርብ ናቸው እና የድምፅ ፍጥነት በአንፃራዊነት በጣም ቀርፋፋ በመሆኑ የድምፅ ሞገዶች ቀድሞውኑ በአብዛኛው ይስተካከላሉ።ስለዚህ ፣ ትንሽ ወደ ፊት ወይም ከኋላ ያሉትን ማካካሻዎች ብቻ ከግምት ውስጥ ለማስገባት የእኛን መስቀለኛ መንገድ ትስስር ልናሳይ እንችላለን። ለማይክሮፎኖች 1 እና 4 ፣ መዘግየቱ በ +/- 12 ናሙናዎች መካከል መውደቅ አለበት ፣ ይህ ማለት ለእያንዳንዱ መስቀለኛ መንገድ 24*n ስሌቶችን ብቻ ማድረግ አለብን ፣ ይህም የእኛ ሞገዶች ከ 2900 ናሙናዎች በሚረዝሙበት ጊዜ የስሌት ቁጠባን ያስከትላል።

ይህ ስርዓት የ GCC-PHAT ስልተ-ቀመርን ከማሻሻያ 3 ጋር በመተግበር የሚኒዲፕ ቤተ-መጽሐፍትን ይጠቀማል።

ከእያንዳንዱ የማይክሮፎን ጥንድ በምልክቶቹ ውስጥ መዘግየቱን ካገኘ በኋላ ፕሮግራሙ የመዘግየቱን መካከለኛ እሴት ይመርጣል ፣ የተገመተውን አንግል ለማስላት ይጠቀምበታል እና ውጤቱን ያትማል ስለዚህ ሰርቪሱን ለመቆጣጠር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።

የ Servo መቆጣጠሪያ መስቀለኛ መንገድ

ከ kinect_doa መስቀለኛ ክፍል ጋር ሲነፃፀር ፣ የ servo node በአንፃራዊነት ቀላል ነው። የእሱ ሥራ የተገመተውን DOA ብቻ መውሰድ እና ሰርቪውን ወደዚያ አንግል መውሰድ ነው። የ “Raspberry Pi” ን ሃርድዌር PWM ሞዱል ለመድረስ የ servo ማእዘኑን ለማቀናበር የ wiringPi ቤተ -መጽሐፍትን ይጠቀማል። አብዛኛዎቹ የአናሎግ ሰርቪስዎች ከ 0 to እስከ 180 angle ባለው የ pulse ስፋት በ PWM ምልክት ቁጥጥር ይደረግባቸዋል ፣ ግን ከ 0 ° እስከ 180 ° ማእዘን ጋር ይዛመዳል ፣ ግን እኔ የተጠቀምኩበት servo ከ 500 tos እስከ 2500 µs ፣ ከአንግል ጋር በሚዛመድ ቁጥጥር ተደርጓል። ከ 0 ° እስከ 270 °። ስለዚህ ፣ መስቀለኛ መንገዱ ለዝቅተኛው የ pulse ስፋት ፣ ለከፍተኛ የልብ ምት ስፋት እና በከፍተኛው እና በዝቅተኛ ማዕዘኖች መካከል ያለውን ልዩነት በማዘጋጀት ለተለያዩ የ servo ሃርድዌር ሊዋቀር ይችላል። በተጨማሪም ፣ ሰርቪው ወዲያውኑ ወደ ዒላማው ማእዘን አይንቀሳቀስም ፣ ግን ይልቁንም በተዋቀረው ፍጥነት ወደ ማእዘኑ ይንቀሳቀሳል ፣ ይህም ማርጋሬት ይበልጥ ቀስ በቀስ ፣ ዘግናኝ ንዝረት (በተጨማሪም ፣ የ servo ድምጽ በፍጥነት ወደ ኋላ እና ወደ ፊት የሚንቀሳቀስ ድምጽ በፍጥነት ያበሳጫል)).

ደረጃ 8: መገንባት እና መጫን

ጥገኛዎችን መጫን;

በመጀመሪያ libfreenect ን ይጫኑ። ከጥቅሉ ሥራ አስኪያጅ ጋር ሊያገኙት የሚችሉት ስሪት ለድምጽ ድጋፍን ስለማያካትት ከምንጭ መገንባት አለብን። ይህ የሆነበት ምክንያት ኦዲዮን ለማንቃት firmware ን ወደ Kinect መስቀል አለብን ፣ እና ይህንን firmware እንደገና ማሰራጨት በተወሰኑ ግዛቶች ውስጥ ሕጋዊ ስላልሆነ ነው። በተጨማሪም ፣ ራስ -አልባ ለሆኑ የራፕቢያን ጭነቶች አላስፈላጊ OpenGL እና glut የሚጠይቁ ምሳሌዎችን ከመገንባት መቆጠብ እንችላለን።

sudo apt-get install git cmake build-important libusb-1.0-0-dev

cd git clone https://github.com/OpenKinect/libfreenect cd libfreenect mkdir build cd build cmake.. -DCMAKE_BUILD_REDIST_PACKAGE = OFF -DCMAKE_BUILD_EXAMPLES = OFF make sudo install install sudo cp ~/libfreenect/platform/dect /ct /ct.rules /etc/udev/rules.d udevadm መቆጣጠሪያ-ዳግም-ደንቦች && udevadm ማስነሻ

በመቀጠልም የፒፒ ጂፒኦ ፒኖችን ለመቆጣጠር የሚያስችለንን የወልና ፒኬን ጥቅል መጫን አለብን።

ሲዲ

git clone git: //git.drogon.net/wiringPi cd ~/wiringPi./build

የማኒንኪን ራስ ያያይዙ ፦

በ wiringPi ከተጫነ አሁን ወደ ታችኛው መድረክ ላይ የማኒን ጭንቅላቱን ለማያያዝ ወደ ሃርድዌር-መሬት በፍጥነት መመለስ እንችላለን። በትእዛዝ መስመር በኩል አገልጋዩን ለማዕከል የሚከተሉትን ትዕዛዞች ያስገቡ

gpio pwm-ms

gpio pwmc 192 gpio pwmr 2000 gpio -g pwm 18 150

እንቅስቃሴ ከሌለ ፣ ከዚያ የእርስዎ ሰርቪስ ምናልባት ቀድሞውኑ ማእከል ሊሆን ይችላል። እርግጠኛ ለመሆን ግን አገልጋዩን ወደ ማዕከላዊ ያልሆነ እሴት ፣ ለምሳሌ gpio -g pwm 18 200 ፣ ከዚያ ወደ 150 ያዋቅሩት።

አንዴ ሰርቪው ማዕከላዊ መሆኑን ካረጋገጡ ፣ የእርስዎ ምናሴ ጭንቅላት በቀጥታ ወደ ፊት እንዲመለከት ከጭንቅላቱ መድረክ ላይ የ servo ቀንድን ከ servo ጋር ያያይዙት። ከዚያ ፣ ቀንድን በስርዓቱ ላይ ይከርክሙት እና በቬልክሮ ቢቶች በኩል ጭንቅላትዎን ያያይዙ።

ROS ን ይጫኑ:

በመቀጠል በእርስዎ ፒ ላይ ROS ን ይጫኑ። አንድ ትልቅ የመጫኛ መመሪያ እዚህ ይገኛል። ለኛ ስርዓት እኛ OpenCV አያስፈልገንም ፣ ስለዚህ ደረጃ 3 ን መዝለል ይችላሉ። ይህ ግንባታ ለማጠናቀቅ ብዙ ሰዓታት ይወስዳል። አዲሱን የተጫኑትን የ ROS ጥቅሎቻችንን መጠቀም እንድንችል የመጫኛ መመሪያውን ተከትለው ሲጨርሱ መጫኑን ወደ bashrc ማምጣትዎን ያክሉ።

አስተጋባ "ምንጭ /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc

የ Kinect DOA ጥቅል ይገንቡ

ይህ ሁሉ ከተደረገ በኋላ ለፕሮጀክታችን የድመት ቦታን ይስሩ እና ወደ src ማውጫ ያስገቡ-

mkdir -p ~/kinect_doa_ws/src

cd ~/kinect_doa_ws/src

የዚህ ፕሮጀክት ኮድ በ kinect_doa ጥቅል ውስጥ ተይ isል ፣ ስለዚህ በአዲሱ የሥራ ቦታዎ የ src ማውጫ ውስጥ ይደብቁት-

git clone

የ robot_upstart እሽግ ጅምር ላይ እንዲሠሩ የማስነሻ ፋይሎችን ለመጫን ለመጠቀም ቀላል መሣሪያን ይሰጣል ፣ ስለዚህ ይህንን በስራ ቦታዎ ውስጥ ይደብቁ

git clone

አሁን ፣ የሥራ ቦታችን የላይኛው ደረጃ ማውጫ ካትኪን_ማኬን በመደወል የፕሮጀክቱን ኮድ መገንባት እንችላለን ፣ ከዚያ ጥቅሎቻችን እንዲገኙ የእኛን ግንባታ ምንጭ ያድርጉ -

cd ~/kinect_doa_ws

catkin_make አስተጋባ "source /home/pi/kinect_doa_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

ሩጫ እና ማስተካከያ;

ሁሉም ነገር ተሰክቷል እና ኃይል አለው ብለን ካሰብን ፣ አሁን ስርዓቱን ማስጀመር እና እርስዎ የሚናገሩትን የ Kinect ትራክ መቻል አለብዎት! ሆኖም ፣ Kinect 1473 ካለዎት በመጀመሪያ ፋይል ~/kinect_doa_ws/src/kinect_doa/launch/kinect_doa. ን በፅሁፍ አርታኢ ውስጥ ያስጀምሩ እና_kinect_1473 ን በመጠቀም መለኪያውን ወደ እውነት ያዘጋጁ። በተጨማሪም ፣ እኔ ከእኔ የተለየ ሰርቪስን ከተጠቀሙ ምናልባት መደበኛ የአናሎግ ሰርቪስ ሊሆን ይችላል ፣ ስለዚህ በማስነሻ ፋይል ውስጥ ሳሉ አነስተኛውን መለኪያ ወደ 1000 ፣ max_us ወደ 2000 እና max_deg ወደ 180 ይለውጡ።

roslaunch kinect_doa kinect_doa.launch

ለተወሰነ ጊዜ ከእሱ ጋር ይጫወቱ። ስርዓቱ በጣም ስሜታዊ እንደሆነ ከተሰማዎት (ከድምጾች ወይም ልዩ ድምፆች ጋር የማይዛመዱ የዘፈቀደ አቅጣጫዎችን በመመልከት) ፣ በማስጀመሪያው ፋይል ውስጥ የነጭ_ኖይስ_ራቲዮ መለኪያውን ለመለወጥ እና ምላሽ ሰጪው እርስዎ በሚመኙበት ደረጃ ላይ እስኪሆን ድረስ ስርዓቱን እንደገና ለማስጀመር ይሞክሩ።. ሬሾውን ማሳደግ ስርዓቱ ምላሽ ሰጪ እንዳይሆን እና በተቃራኒው ያደርገዋል። እርስዎ የሚፈልጉትን አፈፃፀም ለማግኘት ስርዓቱን ወደ ሌላ ቦታ ባዘዋወሩ ቁጥር ይህንን ማስተካከያ ማከናወን ይጠበቅብዎታል።

Pi ን በምናነሳበት ጊዜ ፕሮግራሙን ለማስጀመር የእኛን የማስነሻ ፋይል ለመጫን የሮቦት_ፕስተርት ጥቅልን እንጠቀማለን። ROS በአሁኑ ጊዜ የማይሠራ ከሆነ በትእዛዝ መመዝገቢያ ይጀምሩ። ከዚያ አዲስ ተርሚናል ይክፈቱ እና ማስጀመሪያውን በ

rosrun robot_upstart ጫን kinect_doa/ማስጀመሪያ/kinect_doa.launch -user root --symlink

~/Kinect_doa_ws/src/kinect_doa/launch/kinect_doa.launch ን በማስተካከል ልኬቶችን መለወጥ እንድንችል ከመገልበጥ ይልቅ ወደ ማስጀመሪያው ፋይል ሲምሊንክ እንፈጥራለን።

ደረጃ 9 በቢሮው ውስጥ መደበቅ

አሁን ለደስታ ክፍል። ከሰዓታት በኋላ ወደ ሥራ ይሂዱ እና የራስዎን የራስዎን ጭንቅላት በሚስጥር ያዋቅሩ። ከዚያ ዝም ብለው ቁጭ ይበሉ እና የሥራ ባልደረቦችዎ ለመያዝ ምን ያህል ጊዜ እንደሚወስድ ይመልከቱ! እርስዎ አዲስ ፍጥረት ጥቂት ጭንቅላቶችን ለማዞር የተረጋገጠ ነው…