Use Raspberry Pi e servo para rastrear o corpo humano sozinho

Você já viu uma figura passando silenciosamente por você no canto de uma tela de vigilância, mas a câmera parece estar congelada e sem resposta, gravando apenas metade de uma parede vazia? Se você pensar bem, todos os olhos “inteligentes” deste mundo são apenas pessoas cegas que não acendem a lâmpada, então não faz sentido trabalhar às cegas. Mas hoje, você e eu encontramos outro caminho.Estou perguntando, se eu der um pequeno Raspberry Pi flexívelpotênciaO servo de direção pode reconhecer a figura humana e segui-la de perto?? Pense bem, a resposta está em suas mãos.

Vamos começar com esta pequena plataforma. O Raspberry Pi tem o tamanho da palma da sua mão, mas é a parte do “cérebro” que desempenha um papel fundamental em todo o sistema. Ele é colocado silenciosamente no centro da mesa, com um cabo conectado ao seu redor, que se estende em direção a uma câmera particularmente pequena - essa câmera é o chamado "olho". Acima do olho é onde está o servo. O servo é como um guerreiro extremamente leal, segurando a câmera com firmeza. Ele pode girar para a esquerda e para a direita para olhar ao redor e também pode inclinar para cima e para baixo para observar a situação entre o céu e a terra. Veja, o layout e a combinação deste mundo são tão simples: o cérebro está no centro, os olhos estão acima do cérebro e as articulações estão entre o cérebro e os olhos. Se você pensar bem, esse acordo está secretamente alinhado com algum tipo de providência? Certa vez, ouvi dizer que um jovem colocou essa coisa no parapeito da janela. Sempre que um pássaro voava rapidamente, a câmera o seguia. Os pássaros ficaram assustados, mas a pessoa sorriu. Acontece que a máquina também possui emoções que fluem um pouco como o calor.

Porém, tendo apenas um esqueleto, como pode resistir à situação em que a alma não está apegada? O que é "rastreamento"? O rastreamento não depende de força bruta, mas de uma combinação de visão e determinação. A câmera capturou uma mancha contínua de luz e sombra, onde reside a chamada “forma humana”. Então, como identificar figuras humanas a partir de muitos pixels? Baseia-se no "algoritmo de rastreamento do corpo humano". O algoritmo é exatamente como as pessoas que eram boas em julgar cavalos nos tempos antigos, capazes de identificar as características do esqueleto de um cavalo de mil milhas em um estado caótico. Hoje, esse algoritmo está dentro do chip Raspberry Pi.Quando há uma pessoa na foto, o algoritmo imediatamente acorda, aponta para uma coordenada e diz: “Olha, é onde está”.! “Depois que o servo ouve o som, ele começa a agir, tão flexível quanto um braço humano usando seus dedos, e aponta a câmera para a posição coordenada. Quando a pessoa se move, as coordenadas se movem de acordo; quando as coordenadas se movem, o servo segue de perto.O jovem disse mais tarde: “Ele olhou para mim três vezes mais rápido que a minha sombra.. “Isso não é falso. A razão é que não há regularidade na velocidade dos elétrons.

Alguém se pergunta, entre o olhar fixo e o olhar ágil, quem leva vantagem e quem é um pouco inferior? Vamos fazer algumas comparações. Uma câmera fixa é como um sapo no fundo de um poço. Tudo o que pode ver é uma pequena área. Uma vez que uma pessoa sai daquela área limitada, é como uma vaca presa num atoleiro, desaparecendo sem deixar vestígios. No entanto, os olhos rastreadores auxiliados pelo servo são como águias circulando no céu, e o alcance de sua visão pode cobrir todo o vasto mundo. Vi donos de barracas em mercados noturnos usando algo assim para cuidar de suas fogueiras. Quando alguém se aproxima, a câmera gira de acordo; quando a pessoa sair, a câmera retornará à sua posição original. Durante toda a noite, não houve abrigo ao redor do fogo e o ladrão não teve onde se esconder. Você acha que isso é um conto de fadas? Não, isso é apenas mudar “esperar para ser observado” para “explorar ativamente”. Se você pensar bem, a diferença entre ativo e passivo não é apenas a distância de uma caixa de direção. Feedback de circuito fechado, essas quatro palavras simples, são apenas um pouco de tinta quando escritas no papel, mas quando você realmente faz isso, percebe que há uma diferença mundial. Quando a figura humana se desviar do centro da tela, o sistema saberá que cometeu um erro; sabendo que cometeu um erro, irá corrigi-lo imediatamente. A velocidade dessa correção é mais rápida que a velocidade de um piscar de olhos. O dono da barraca lamentou mais tarde: “É mais diligente que meu garçom”. Embora esta tenha sido uma declaração grosseira, deixou claro o ponto-chave.

Então, para realizar essa tarefa importante, é necessária uma habilidade tão poderosa quanto ter três cabeças e seis braços? Na minha humilde opinião, esta ideia é extremamente errada e nada verdadeira. Tudo que você precisa é de um Raspberry Pi, um servo que suporte sinais PWM e a biblioteca de visão de código aberto. Conecte-os como uma criança montando um quebra-cabeça, vermelho com vermelho, marrom com marrom. Porém, o mais difícil é o que parece ser o mais simples: paciência. Quando o menino iniciou o programa pela primeira vez, o servo girou loucamente e quase derrubou a xícara de chá. Acontece que um dos números PIN no código foi escrito incorretamente. Depois de fazer as modificações, reinicie e o mundo volta à paz. Veja, mesmo tão inteligente quanto um Raspberry Pi, há momentos em que a mente fica confusa. Se você pensar bem, os erros não são obstáculos, mas degraus que permitem às pessoas subir mais alto. Nessa perspectiva, toda depuração é uma conversa secreta entre homem e máquina.

Ao escrever aqui, tente citar vários exemplos para comprovar sua veracidade. O caso mais típico que pode ser visto normalmente é o monitoramento em sala de aula. Tem um professor que quer registrar toda a aula escrevendo na lousa e andando por aí. Se for utilizada uma posição de câmera fixa, assim que o professor sair da tela, restará apenas a cadeira vazia. Então usei um Raspberry Pi e um servo para fazer um gimbal de rastreamento. Quando o professor caminha para a esquerda do quadro, a câmera vira para a esquerda; quando o professor caminha para a direita, a câmera vira para a direita. No filme finalizado, o professor fica sempre no meio da imagem, como se um cinegrafista profissional o acompanhasse. Outro exemplo é a segurança residencial. O velho estava ativo na sala e seus filhos preocupados lá fora. Se a câmera estivesse parada e o velho caísse no canto, a imagem capturaria apenas um canto do sofá. Com o olho rastreador, assim que o velho se mover, a câmera o seguirá de perto. A postura do velho ao cair e sua voz pedindo socorro foram conhecidas imediatamente, mesmo que ele não pudesse ajudá-lo. Outro exemplo é a exposição de arte interativa. Há uma tela instalada na sala de exposição e um gimbal de rastreamento está escondido atrás da tela.Quando o público caminha para a esquerda, o conteúdo da tela também gira de acordo, sempre voltado para o público na direção mais frontal.. O público ficou surpreso ao descobrir que estavam sendo “observados” e não pôde deixar de sorrir. Se você pensar bem, o toque humano contido na tecnologia não está refletido aqui?

Talvez a essa altura você já esteja emocionado. No entanto, a pulsação não é tão boa como a acção, e a acção requer métodos estratégicos. A primeira estratégia é não buscar a perfeição. Em vez disso, primeiro habilite o servo para girar de acordo com o movimento do mouse e, em seguida, adicione lentamente a detecção humanóide. A segunda estratégia é detalhar seus objetivos.Não pense que você pode rastrear como voar durante a noite. Primeiro, você deve ser capaz de seguir uma bola colorida e depois passar a seguir uma forma humana..第三个策略是,不断地重复进行测试。舵机的运动,是存在快慢之分的;树莓派的算力，也是有高低之别的。 Você precisa encontrar a “zona de conforto” do seu próprio hardware. O plano final do jovem não era o rastreamento mais rápido, mas o rastreamento mais estável - apenas dez julgamentos eram feitos por segundo, mas cada vez era preciso.

Pergunta: O que devo fazer se o servo balançar ou girar aleatoriamente?

A resposta é: você precisa verificar se a fonte de alimentação está estável. A porta USB do Raspberry Pi não possui fonte de alimentação suficiente. Você deve usar uma fonte de alimentação independente para fornecer energia ao servo.

Pergunta: Não consigo acompanhar quando as pessoas andam mais rápido. Como posso melhorar?

Resposta: Reduza a resolução da imagem, reduza a quantidade de cálculo do algoritmo ou mude para um com maior torque.potênciaMétodo do servo.

Pergunta: Não é possível perseguir as pessoas quando a luz está escura à noite?

Resposta: Instale uma luz de preenchimento infravermelha e mude para imagem térmica ou algoritmo de detecção de movimento infravermelho.

Se você pensar bem, entre as inúmeras máquinas do mundo, existem muitas máquinas que podem se mover e também muitas máquinas que podem ver. No entanto, máquinas que podem se mover por causa de “você” são extremamente raras.. De agora em diante, você não vai mais lamentar que a câmera pareça monótona. Pegue o Raspberry Pi em mãos e conecte-o ao pequeno servo, e você dará a ele uma alma dinâmica. No momento em que ele começar a girar, no momento em que ele olhar para você de perto, você saberá que não se trata mais de um disco frio e sem emoção, mas de um olhar cheio de carinho. Como as pessoas costumam dizer, uma máquina tem um mundo único e uma ação parece durar o dia inteiro. Vá em frente e faça sua máquina aprender a olhar com os olhos.