Ihmissilmän liikkeen seuranta: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämän projektin tarkoituksena on kaapata ihmissilmän liike ja näyttää sen liikkeen LED -valosarjalle, joka on sijoitettu silmän muotoon. Tämän tyyppisellä projektilla voi mahdollisesti olla monia käyttötarkoituksia robotiikan ja erityisesti humanoidien alalla. Esimerkiksi henkilö voi heittää silmänsä robotin kasvoille, joka on vuorovaikutuksessa muiden ihmisten kanssa mihin tahansa tarkoitukseen. Tämä voi antaa robotille elävämmän ulkonäön, kun silmät matkivat jonkun todellista silmien liikettä. Tämä projekti sisältää vain yhden ihmissilmän näyttämisen LED -silmään, joten olen innoissani nähdessäni, mitä muita ideoita ihmisillä on tämän projektin edistämiseksi entisestään.

Tarvikkeet

1. Arduino Uno Board (muista ostaa USB -kaapeli tietokoneeseen liittämistä varten)

store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

2. Leipälauta (ei tarvitse kovin suurta; helpottaa johtojen yhdistämistä)

www.pololu.com/product/351

3. Adafruit LiIon/LiPoly -reppu-lisäosa Pro Trinket/ItsyBitsy ja 3.7V -akulle

www.adafruit.com/product/2124

4. NeoPixel LED Strip (osta koko kela)

www.adafruit.com/product/1138?length=4

5. QTR-1A-heijastusanturi

www.pololu.com/product/2458

6. Johtopakkaus: uros/uros (helpottaa komponenttien yhdistämistä)

www.adafruit.com/product/759

7. Kaikki silmälasikehykset (lasit, aurinkolasit jne. Katso viitteitä kuvista)

Vaihe 1: Aseta LED -valot ja lanka silmien muotoon

Kytke tähän vaiheeseen liitettyjen kuvien perusteella LEDit johtoon esitetyssä järjestyksessä. LEDit voidaan asettaa tasaiselle pinnalle tai kiinnittää teipillä pallomaiseen esineeseen edustamaan paremmin todellista silmämunaa.

Vaihe 2: Kirjoita Arduino -koodi ja lataa taululle

Tämän vaiheen liitteenä oleva tiedosto sisältää kaiken koodin, joka tarvitaan silmien liikkeen näyttämiseen LED -valoissa. Koodiin sisältyy kaksi kirjastoa, ja ne löytyvät alla olevista Github -linkeistä. Pelaa koodilla ja katso, mitä muita hienoja ominaisuuksia voidaan istuttaa. Kun koodi on valmis, varmista, että se kääntyy ja lataa se sitten Arduino Uno -levylle.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Koodin selitys:

Kun iiris lähestyy yhtä anturia, heijastunut valo vähenee ja anturin arvo kasvaa. Päinvastoin, kun iiris siirtyy pois, heijastunut valo kasvaa ja heijastimen anturin arvo pienenee. LED -silmämunan pupillin oikea ja vasen liike aistii yhden anturin arvon nousun ja laskun ja ohjaa sitä. Vilkuttaessa molemmat anturiarvot pienenevät, joten jos molemmat anturiarvot pienenevät samanaikaisesti, LED -silmämunan silmäluomet laskeutuvat.

Vaihe 3: Liitä anturit/komponentit

Kytke jokainen komponentti liitetyn kuvan perusteella Arduino Uno -korttiin. Leipälevyä voidaan käyttää yksinkertaistamaan liitäntöjä, mutta sitä ei välttämättä tarvita. Myös johtojen juottaminen osiin toimii.

Vaihe 4: Kiinnitä anturit/johdot silmälaseihin

Kaksi QTR -1A -anturia on sijoitettu noin silmän leveydelle toiselle silmälasien linssille. Se on ainoa laite, jonka on oltava kyseisessä paikassa. Loput voidaan kiinnittää lasiin haluamallasi tavalla. Muista vain, että anturit on sijoitettava linssiin silmän eteen. Joitakin pieniä asennon säätöjä voidaan tarvita sen perusteella, miten eri ihmisten kasvojen rakenteet sopivat silmälaseihin.

Vaihe 5: Videoesitys projektista

Tämä on video esityksestäni projektista Humanoids -luokalleni Carnegie Mellonin yliopistossa. Videolla keskustelen projektin inspiraatiosta ja tarkoituksesta. Lisäksi selitän yksityiskohdat siitä, miten projekti on tarkoitus saada päätökseen, sekä selitän osan Arduino -koodista. Näytän myös, miltä projektin lopputuloksen pitäisi näyttää videon lopussa.

Vaihe 6: Tulosten parantaminen

Jos etsit todellista haastetta, suosittelen lämpimästi ottamaan tämän projektin ja kokeilemaan jotain hieman erilaista sen parantamiseksi/lisäämiseksi. Tämä projekti on loistava lähtökohta kunnianhimoisemmille ja haastavimmille projektiideoille. Ihmisille, jotka ovat kiinnostuneita ottamaan tämän projektin uudelle tasolle, olen ajatellut muutamia tapoja tehdä se. Listaa nämä ideat alla:

1. Kopioi tämä projekti toiselle linssille niin, että molemmat ihmisen silmämunat voidaan näyttää kahdelle LED -valolle.

2. Lisätään idea #1, mutta keksitään sitten tapa heijastaa suun liike LEDien päälle.

3. Lisätään idea #2, mutta sitten mietitään, miten heijastetaan koko kasvoille LED -valojen joukkoon (silmät, suu, nenä, kulmakarvat)

4. Etsi toinen ihmiskehon osa, jonka liike voidaan havaita ja näyttää sitten LED -valoilla (käden liike, käsivarren liike jne.)