እውነተኛ የሚሰራ ሃሪ ፖተር የኮምፒተር ራዕይን በመጠቀም 8 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:31

“ማንኛውም በበቂ ሁኔታ የላቀ ቴክኖሎጂ ከአስማት አይለይም” - አርተር ሲ ክላርክ

ከጥቂት ወራት በኋላ ወንድሜ ጃፓንን ጎብኝቶ በኮምፒተር ራዕይ ቴክኖሎጂ አማካይነት ሁለንተናዊ ስቱዲዮ ውስጥ በሃሪ ፖተር ጠንቋይ ዓለም ውስጥ እውነተኛ ጠንቋይ ተሞክሮ ነበረው።

በአለምአቀፍ ስቱዲዮዎች ውስጥ በሃሪ ፖተር አዋቂ ዓለም ውስጥ ቱሪስቶች ጫፉ ላይ ሬትሮ አንጸባራቂ ዶቃዎችን በመጠቀም በልዩ ሁኔታ የተሰሩ ዱላዎችን በተወሰኑ ቦታዎች (የእንቅስቃሴ ቀረፃው ስርዓት በተጫነበት) ላይ “እውነተኛ አስማት” ማከናወን ይችላሉ። እንጨቶቹ በሃሪ ፖተር ፊልሞች ውስጥ እንደሚታየው በትክክል ከሚገኙት ከእውነተኛ የኦሊቫንደር ሱቅ ሊገዙ ይችላሉ ፣ ግን ያስታውሱ - “ጠንቋዩን የሚመርጠው ዘንግ ነው”: P

በእነዚያ የተወሰኑ ቦታዎች ላይ ሰውዬው አንድን የተወሰነ የእጅ ምልክት በበትር ካከናወነ የእንቅስቃሴ ቀረፃ ስርዓቱ የእጅ ምልክቱን ይገነዘባል እና ሁሉም ምልክቶች ከአንዳንድ ፊደል ጋር ይዛመዳሉ ፣ ይህም በአከባቢው ውስጥ የተወሰኑ እንቅስቃሴዎችን እንደ ምንጭ ማብራት ፣ ወዘተ.

ስለዚህ ፣ በዚህ አስተማሪው ውስጥ በዊንዶውዎ ተንሸራታች ሳጥን በመክፈት “እውነተኛ አስማት” ለማከናወን በቤት ውስጥ ርካሽ እና ውጤታማ የእንቅስቃሴ ቀረፃ ስርዓትን እንዴት መፍጠር እንደሚችሉ ያሳያለሁ ፣ መ መደበኛ የሌሊት ቪዥን ካሜራ ፣ አንዳንድ ኤሌክትሮኒክስን ብቻ በመጠቀም እና የ OpenCV ኮምፒተር ራዕይ ቤተመፃሕፍት እና የማሽን ትምህርት በመጠቀም አንዳንድ የፓይዘን ኮድ !!!

ደረጃ 1 መሠረታዊ ሀሳብ እና ክፍሎች ተፈላጊ ናቸው

በአለምአቀፍ ስቱዲዮዎች ውስጥ ከሃሪ ፖተር ጠንቋይ ዓለም የሚገዙት ዱላዎች ጫፎቻቸው ላይ የኋላ ተመልካች የሆነ ዶቃ አላቸው። እነዚያ ወደ ኋላ ተመልሰው የሚለዩ ዶቃዎች በእንቅስቃሴ ቀረፃ ስርዓት ውስጥ በካሜራ የተሰጠውን እጅግ በጣም ብዙ የኢንፍራሬድ ብርሃንን ያንፀባርቃሉ። ስለዚህ እኛ ሰዎች በአየር ውስጥ የሚንቀሳቀስ የመንገድ ዘንግ ልዩ ያልሆነ ጫፍ እንደሆነ የምንገነዘበው የእንቅስቃሴ ቀረፃ ስርዓቱ ይገነዘባል። በቪዲዮ ዥረቱ ውስጥ በቀላሉ ሊነጠል የሚችል እና በሰውየው የተቀረፀውን ንድፍ ለመለየት እና አስፈላጊውን እርምጃ ለመፈፀም እንደ ብሩህ ነጠብጣብ። ይህ ሁሉ ሂደት በእውነተኛ ጊዜ ይከናወናል እና የኮምፒተር ራዕይ እና የማሽን ትምህርት ይጠቀማል።

እነሱ ለሰዎች የማይታየውን ነገር ግን ኢንፍራሬድ ማጣሪያ በሌለው ካሜራ በግልፅ ሊታዩ ስለሚችሉ ቀለል ያለ የሌሊት ቪዥን ካሜራ እንደ ተንቀሳቃሽ ካሜራችን ሊያገለግል ይችላል። ስለዚህ ፣ ከካሜራ ያለው የቪዲዮ ዥረት የፍተሻውን ጫፍ ለመለየት ፣ ለማግለል እና ለመከታተል የሚያገለግል OpenCV ን የሚያካሂደው የፓይዘን ፕሮግራም ባለው ወደ እንጆሪ ፓይ ውስጥ ይመገባል። ከዚያ የተቀረፀውን ንድፍ ለመለየት እና የተወሰኑ እንቅስቃሴዎችን ለማከናወን የ “ራፕቤሪ ፒ” ጂፒኦዎችን ለመቆጣጠር “የማሽን መማር” SVM (ቀላል የቬክተር ማሽን) የማሽን ስልተ ቀመር እንጠቀማለን።

አስፈላጊ ቁሳቁሶች;

1) Raspberry Pi 3 ሞዴል ቢ እና እንደ የቁልፍ ሰሌዳ እና መዳፊት ያሉ ተፈላጊ መለዋወጫዎች

2) Raspberry Pi NoIR (ኢንፍራሬድ የለም) የካሜራ ሞዱል

3) ሃሪ ፖተር ዋንድ ጫፉ ላይ ከ retroreflector ጋር: ከሌለዎት አይጨነቁ። የኋላ መለወጫ ያለው ማንኛውም ነገር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። ስለዚህ ማንኛውንም ማንጠልጠያ መሰል ዱላ መጠቀም እና የኋላ መቀየሪያ ቴፕ ፣ ቀለም ወይም ዶቃዎች ጫፉ ላይ ማመልከት ይችላሉ እና በቪዲዮው ላይ እንደሚታየው በዊልያም ኡስማን እንደሚሰራ ቪዲዮውን ይመልከቱ

4) 10 ኢንፍራሬድ ኤልኢዲዎች

5) 3 ዲ አታሚ እና የመረጡት የ PLA ክር

6) 12V - 1A የግድግዳ አስማሚ እና የዲሲ መሰኪያ

7) ሰርቦ ሞተር

8) የድሮ ሣጥን እና አንድ ቃል ከዑደት መንኮራኩር

9) ትኩስ ሙጫ ጠመንጃ

10) በሚያንጸባርቅ ወረቀት ላይ የአንዳንድ ሃሪ ፖተር ተዛማጅ አርማዎች እና ምስሎች ህትመቶች

11) አረንጓዴ እና ቢጫ ቬልቬት ሉሆች።

ማሳሰቢያ: እኔም የኢንፍራሬድ ማጣሪያውን በማስወገድ የድሮውን መደበኛ የድር ካሜራ ለመጠቀም ሞክሬ ነበር ነገር ግን በቪዲዮው ጥራት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳደረውን እና ሌንስን ማበላሸቱ አልቀረም። ግን እሱን መስጠት ከፈለጉ ይህንን ታላቅ አስተማሪ እዚህ ጠቅ ማድረግ ይችላሉ

ደረጃ 2 የ OpenCV ሞዱሉን ይጫኑ

አሁን የዚህ ሁሉ ፕሮጀክት የመጀመሪያ እና ምናልባትም ረጅሙ ደረጃ - በእርስዎ Raspberry Pi ውስጥ የ OpenCV ሞዱል መጫን እና መገንባት።

ለ OpenCV ሞዱል ጥገኞች መጫኛ ብዙ ጊዜ አይወስድም ግን የግንባታ ሂደቱ ከ 2 እስከ 3 ሰዓታት ሊወስድ ይችላል !! ስለዚህ ፣ Buckle Up !!: ፒ

የ OpenCV 4.1.0 ሞጁሉን ለመጫን ሊከተሏቸው የሚችሏቸው ብዙ ትምህርቶች በመስመር ላይ አሉ። እኔ የተከተልኩት አገናኝ እዚህ አለ - እዚህ ጠቅ ያድርጉ

ማሳሰቢያ: - በተለያዩ ሞጁሎች ጥገኝነት በመጫን ወይም ከተለያዩ የፓይዘን ስሪቶች ጋር በሚሰሩበት ጊዜ ሊከሰቱ የሚችሉ የተለያዩ ዓይነት ግጭቶችን ስለሚከላከል የ OpenCV ሞጁሉን በምናባዊ አከባቢ ውስጥ እንዲጭኑ እመክራለሁ።

ደረጃ 3 የካሜራውን ተራራ ማተም

የኖአር ፒካሜራ የኢንፍራሬድ ማጣሪያ የለውም ፣ ስለሆነም እንደ የሌሊት ራዕይ ካሜራ ሊያገለግል ይችላል ፣ ግን አሁንም የኢንፍራሬድ ብርሃን ምንጭ የለውም። የሌሊት ዕይታ ካሜራዎች ሁሉ የራሳቸው የኢንፍራሬድ ብርሃን ምንጭ አላቸው ፣ ይህም በዓይን የማይታይ በጨለማ ውስጥ የ IR ጨረሮችን ያፈነዳል ፣ ነገር ግን ጨረሮች ከማንኛውም ነገር ከተንፀባረቁ በኋላ ምንም ኢንፍራሬድ ማጣሪያ በሌለው ካሜራ ሊታይ ይችላል።

ስለዚህ ፣ እኛ በመሠረቱ ኢንፍራሬድ የብርሃን ምንጭ እና ካሜራውን ለመጫን የሆነ ነገር እንፈልጋለን። ለዚህ እኛ በ 10 IR ሌዶች በክበብ ውስጥ የምንከበብበትን ካሜራ የምንጭንበትን አንድ ቀላል 3 ዲ አምሳያ ንድፍ አወጣሁ። ሞዴሉ በ SketchUp የተፈጠረ እና በ 40 ደቂቃዎች ውስጥ በጥቁር PLA ታትሟል።

ደረጃ 4 የካሜራውን ተራራ ማጠናቀቅ

ሞዴሉን ካተምኩ በኋላ በመጀመሪያ በ 80 ግራድ አሸዋ ወረቀት አሸዋው እና ከዚያ በተጠቀሰው ሥዕላዊ መግለጫ መሠረት የ IR ሌዲዎችን ወደ ጉድጓዶቻቸው ውስጥ ማስገባት ጀመርኩ።

በአንዳንድ ትኩስ ሙጫ ሌዲዎቹን በቦታቸው አስጠብቄ ከዚያ በመቀጠል የሁለት ተከታታይ ሌዲዎችን አወንታዊ እና አሉታዊ መሪዎችን አንድ ላይ በመቀላቀል ከዚያም የሊዶቹን ተከታታይ ግንኙነት ለመፍጠር ሸጥኳቸው።

ከ 12 ቮት የግድግዳ አስማሚ አወንታዊ እና አሉታዊ ጫፎችን ለማገናኘት የአንድ መሪ አወንታዊ መሪ እና ከጎኑ ያለው የአመራሩ አሉታዊ መሪ ሳይሸጥ ቀርቷል።

ደረጃ 5 - የሰለጠነ ማሽን የመማሪያ ሞዴል

በአንድ ሰው የተሳለፈውን ደብዳቤ ለይቶ ለማወቅ ፣ እኔ እዚህ ያገኘሁትን በእጅ የተጻፉ የእንግሊዝኛ ፊደላትን ዳታሴት በመጠቀም የድጋፍ ቬክተር ማሽን (SVM) ስልተ ቀመር ላይ የተመሠረተ የማሽን መማሪያ ሞዴልን አሠለጠንኩ። SVMs በዚህ ጉዳይ ላይ በ 99.2% አካባቢ ከፍተኛ ትክክለኛነትን ሊሰጡ የሚችሉ በጣም ቀልጣፋ የማሽን መማሪያ ስልተ ቀመሮች ናቸው !! ስለ SVMs የበለጠ ያንብቡ

ዳታሴቱ 785 ዓምዶችን እና ከ 300,000 በላይ ረድፎችን የያዘው በ.csv ፋይል መልክ ነው እያንዳንዱ ረድፍ 28 x 28 ምስል የሚወክልበት እና በዚያ ረድፍ ውስጥ እያንዳንዱ ዓምድ ለዚያ ምስል ተጨማሪ አምድ ያለው ለዚያ ምስል የዚያ ፒክሴል እሴት ይይዛል። መለያውን የያዘው መጀመሪያ ፣ ቁጥር ከ 0 እስከ 25 ፣ እያንዳንዱ ከእንግሊዝኛ ፊደል ጋር የሚዛመድ። በቀላል የፓይዘን ኮድ ፣ ሁሉንም ምስሎች ለፈለግኳቸው 2 ፊደላት (ሀ እና ሲ) ብቻ ለማግኘት ውሂቡን ቆራረጥኩ እና ለእነሱ ሞዴል አሠለጠንኩ።

የሰለጠነውን ሞዴል (ፊደል_ክላሲፋየር.ፒክኤል) እና እንዲሁም የሥልጠና ኮዱን በእሱ ውስጥ ለመሄድ ወይም ሞዴሉን በተለያዩ ፊደላት ለማሠልጠን ማንኛውንም ለውጥ ለማድረግ ወይም የተለያዩ ስልተ ቀመሮችን ለመሞከር ነፃነት ይሰማኛል። ፕሮግራሙን ከሮጠ በኋላ ኮድዎ በተቀመጠበት በዚሁ ማውጫ ውስጥ የሰለጠነውን ሞዴል በራስ -ሰር ያስቀምጣል።

ደረጃ 6 - ሁሉንም የሚያደርገው ኮድ

የሰለጠነውን ሞዴል ከፈጠሩ በኋላ ፣ የመጨረሻው እርምጃ የሚከተለውን እንድናደርግ የሚያስችለንን ለ Raspberry Pi የፓይዘን ፕሮግራም መፃፍ ነው።

• ቪዲዮን ይድረሱ የፒክሜራ ቅጽበታዊ ቅጽበት
• በቪዲዮው ውስጥ ነጭ ነጠብጣቦችን ይፈልጉ እና ይከታተሉ (በዚህ ሁኔታ በምሽት ራዕይ ውስጥ የሚበራውን የመብረቅ ጫፍ)
• አንዳንድ ቀስቃሽ ክስተቶች ከተከሰቱ በኋላ በቪዲዮው ውስጥ የሚንቀሳቀስ ብሌን መንገድ መከታተል ይጀምሩ (ከዚህ በታች ተብራርቷል)
• ከሌላ ቀስቃሽ ክስተት በኋላ ፍለጋን አቁም (ከዚህ በታች ተብራርቷል)
• በተጠቃሚው በተሳለው ንድፍ የመጨረሻውን ፍሬም ይመልሱ
• በማዕቀፉ ላይ እንደ ደፍ ፣ ጫጫታ ማስወገጃ ፣ መጠኑን መለወጥ ወዘተ የመሳሰሉትን ቅድመ ማቀነባበር ያከናውኑ።
• ለመተንበይ የተሰራውን የመጨረሻ ፍሬም ይጠቀሙ።
• በግምገማው መሠረት የ Raspberry Pi ጂፒኦዎችን በመቆጣጠር አንዳንድ ዓይነት አስማት ያከናውኑ

ለዚህ ፕሮጀክት በ Raspberry Pi GPIO ቁጥጥር ስር ያለውን የ servo ሞተር በመጠቀም መክፈት እና መዝጋት የምችለውን የሃሪ ፖተር ገጽታ ሳጥን ፈጠርኩ። ፊደል ‹ሀ› ‹አልሃሞራ› ስለሚል (ጠንቋይ ማንኛውንም መቆለፊያ እንዲከፍት ከሚፈቅድላቸው ከሃሪ ፖተር ፊልሞች በጣም ዝነኛ ፊደል አንዱ ነው) ፣ አንድ ሰው ፊደል ሀን ከመንገድ ጋር ቢስል ፣ ፓይ አገልጋዩን ወደ ሳጥኑን ይክፈቱ። ሰውዬው ለቅርብ የቆመውን ‹ሲ› ፊደል ከሳለ (ለመዝጋት ወይም ለመቆለፍ የሚያገለግል ማንኛውንም ተገቢ ፊደል ማሰብ ስላልቻልኩ) ፒው ሳጥኑን እንዲዘጋ ያዝዛል።

ከምስል/ቪዲዮ ማቀነባበር ጋር የተዛመዱ ሁሉም ሥራዎች ፣ እንደ ብሎግ መለየት ፣ የብሎቡ መንገድን መከታተል ፣ የመጨረሻውን ክፈፍ ወዘተ ማካሄድ ፣ በ OpenCV ሞዱል በኩል ይከናወናል።

ከላይ ለተጠቀሱት ቀስቅሴ ክስተቶች ፣ በእውነተኛ ሰዓት ቪዲዮ ፣ አረንጓዴ እና ቀይ ክበብ ላይ ሁለት ክበቦች ይፈጠራሉ። ብሉቡ በአረንጓዴው ክበብ ውስጥ ወደ ክልሉ ሲገባ ፣ ፕሮግራሙ ሰውዬው ፊደሉን መፍጠር እንዲጀምር ከፈቀደ በኋላ ከዚያ በኋላ ቅጽበቱ የወሰደውን መንገድ መከታተል ይጀምራል። ብሉቱ ወደ ቀይ ክበብ ሲደርስ ፣ ቪዲዮው ይቆማል እና የመጨረሻው ፍሬም ለቅድመ-ግምት ዝግጁ እንዲሆን በፍሬም ላይ ቅድመ-ሂደቱን ወደሚያከናውን ተግባር ይተላለፋል።

በዚህ ደረጃ የኮድ ፋይሎችን አያይዣለሁ። በእሱ ውስጥ ለማለፍ እና እንደፈለጉት ማንኛውንም ለውጦችን ለማድረግ ነፃነት ይሰማዎ።

ማሳሰቢያ: OpenCV የተጫነበት እንደመሆኑ የሰለጠነውን ሞዴል ከጫነ በኋላ የ OpenCV ሞጁሉን (ፓይዘን 2.7) እና ሌላ ለ sklearn ሞዱል (ፓይዘን 3.5) የሚያስገባውን ሁለት የተለያዩ የፓይዘን ፋይሎችን መፍጠር ነበረብኝ። ስክለላን ለፓይዘን 3.5 ሲጫን የ Python 2.7 ስሪት። ስለዚህ ፣ የ HarryPotterWandsklearn.py (ለትንበያ) ከ HarryPotterWandcv.py (ለሁሉም የ opencv ሥራ እና በእውነተኛ ጊዜ ቪዲዮ ቀረፃ) ለማሄድ እና ውጤቱን ለማግኘት ንዑስ -ሞጁሉን ተጠቅሜ ነበር። በዚህ መንገድ እኔ የ HarryPotterWandcv.py ፋይልን ብቻ ማሄድ አለብኝ።

ደረጃ 7 የሳጥን መክፈቻ ዘዴ

ለዚህ ፕሮጀክት የተጠቀምኩበት አሮጌ ቀይ ቀለም ያለው ሣጥን ነበረኝ።

ለሳጥን መክፈቻ ዘዴ-

1. በሳጥኑ ጠርዝ አቅራቢያ ባለው የካርቶን ወረቀት ላይ ከሳጥኑ የኋላ ጫፍ አቅራቢያ አንድ servo አጣበቅኩ።
2. ከዚያ ከአንድ ዑደት መንኮራኩር አንድ ንግግር ወስጄ ትኩስ ከሆነው ከ servo ክንድ ጋር አጣበቅኩት።
3. የንግግሩ ሌላኛው ጫፍ የሽቦ ቁራጭ በመጠቀም ከሳጥኑ ክዳን ጋር ተያይ attachedል።
4. ሰርቪስ አዎንታዊ በ Raspberry Pi ላይ ከ +5V ፒን 2 ጋር ተገናኝቷል።
5. የ servo አሉታዊ ከ GND ፒን 39 ጋር ተገናኝቷል።
6. የ servo ምልክት ከፒን 12 ጋር ተገናኝቷል

ደረጃ 8: ሣጥን ሃሪ ሸክላ ጭብጥ ማድረግ

ሣጥን ሃሪ ፖተርን ጭብጥ ለማድረግ ፣ እንደ ሃሪ ፖተር አርማ ፣ ሆግዋርትስ ክሬስት ፣ የእያንዳንዱ አራቱ ቤቶች ክሬስት ወዘተ በሚያንጸባርቅ የ A4 መጠን ሉህ ላይ የተለያዩ ነገሮችን አንዳንድ ባለቀለም ምስሎችን አተምኩ እና በተለያዩ ላይ በሳጥኑ ላይ ለጥtedቸው። ቦታዎች።

እኔ ደግሞ ቁርጥራጮችን ለመቁረጥ ቢጫ ቀለም ያለው የቬልቬት ወረቀት ተጠቅሜ ሳጥኑ ልክ እንደ ግሪፈንዶር ቤት ተመሳሳይ ቀለም እንዲሰጣቸው ክዳኑ ላይ ለጥፌዋለሁ። ክዳን ውስጡን እና ካርቶን ለ servo በአረንጓዴ ቬልቬት ቅጠል ሸፈንኩት። በመከለያው ውስጠኛ ክፍል ላይ እያንዳንዱን የሆግዋርት ትምህርት ቤት ቤትን የሚወክሉ እንስሳትን የሚያሳዩ ተጨማሪ ምልክቶችን እና አርማ ለጥፍኩ።

ከዚያ በመጨረሻ በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለውን ግሪፍንድዶር ሙፍለር ፣ የሆግዋርት ዩኒፎርም እና የአዛውንቱ ዋንድን ያካተተ ሁሉንም የእኔ ሃሪ ፖተር ተዛማጅ ነገሮችን በሳጥኑ ውስጥ ሞልቻለሁ።