Een inleiding tot beeldverwerking: Pixy en zijn alternatieven: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

In dit artikel zullen we de betekenis van Digital Image Processing (DIP) uitleggen en de redenen voor het gebruik van hardware zoals Pixy en andere tools om een proces op foto's of video's te maken. Aan het einde van dit artikel leert u:

• Hoe een digitale beeldvorm.
• Wat digitale beeldverwerking is.
• Hulpmiddelen voor beeldverwerking.
• Wat Pixy is en hoe het te gebruiken.

Stap 1: Wat is beeldverwerking?

Foto's, video's en in het algemeen foto's hebben naast het opslaan van een moment van onze herinneringen ook andere toepassingen. Misschien zie je beveiligingscamera's op openbare plaatsen of zie je robots een lijn, object of geavanceerder volgen die de situatie realiseert, onzuiverheden scheiden van producten op de productielijn en veel vergelijkbare of zelfs niet vergelijkbare toepassingen doen met wat berekeningen op foto's en deze berekeningen worden beeldverwerking genoemd.

Voor het beste begrip is het handig om de beeldstructuur te kennen. Elke afbeelding is een signaal met de pixelwaarden op elk punt daarvan. (pixel is de basiseenheid van een digitale afbeelding die verschillende waarden voor helderheid en/of kleur kan hebben, deze waarden worden "intensiteit" genoemd) Het signaal is het continue spanningssignaal dat wordt gegeven door de visuele sensor, dit signaal wordt omgezet in digitaal vorm met sommige processen zoals bemonstering. De digitale vorm van deze gegevens is als een tweedimensionale array of matrix die een digitaal beeld maakt, dus hun vorm is f (X, Y) voor de locatie en waarde. Vergeet niet dat elke video een reeks afbeeldingen is die in een seconde met een specifieke afspeelsnelheid worden afgespeeld.

Na het vormen van een afbeelding begint het proces. Waarvoor hebben we een proces nodig? Als we informatie uit een afbeelding nodig hebben, gaan we computervisie gebruiken. Computervisie is een manier om het menselijk gezichtsvermogen na te bootsen. Menselijke visie heeft het vermogen om te "leren" en gegevens te geven van visuele input. Computervisie is in feite het veld dat de computer heeft gemaakt om op hoog niveau inzicht te krijgen in digitale afbeeldingen of video's, zelfs voor realtime gebruik; en digitale beeldverwerking is daar een onderdeel van.

Stap 2: Hoe beeldverwerking doen?

Als we denken aan een robottoepassing voor beeldverwerking, zijn er twee manieren:

1. het kiezen van een gebruikelijke cameramodule (het leveren van het beeld zonder enige bewerking erop) en het vervolgens gebruiken van programmering en berekeningen door de gebruiker.
2. Het gebruik van hardware die dit proces uitvoert voor sneller en gemakkelijker gebruik; Als een pixycamera…

eerste oplossing: voor de eerste manier zijn er verschillende software zoals MATLAB of bibliotheken zoals OpenCV voor codering. Er zijn ook andere namen in verwerkingstools; maar de populaire namen die naar deze verwerking zoeken, zijn OpenCV en MATLAB. Laten we een snelle vergelijking tussen hen bekijken. de grafiek van MATLAB- en OpenCV-vergelijking zal ons helpen.

Tweede oplossing: speciale hardware gebruiken! zoals camera's met de mogelijkheid tot beeldverwerking. Ze hebben meestal een gebruikersinterface en hebben geen codering nodig. Dat lijkt makkelijker, maar maakt op de een of andere manier beperkingen en ze kunnen doen waarvoor ze zijn gespecificeerd; een gezichtsdetectiecamera kan bijvoorbeeld normaal geen kleurherkenning uitvoeren (misschien kan met enkele wijzigingen in de firmware het herkenningsalgoritme veranderen, maar dat is een moeilijke en niet gebruikelijke manier!) Twee manieren, maar welke is beter?

de tweede grafiek is de vergelijking van twee manieren.

Stap 3: Aan de slag door Pixy

PIXY is een van de cameramodules die is gespecificeerd voor beeldverwerking, het herkenningsalgoritme is op kleur gebaseerde filtering. Het belangrijkste doel van deze camera is het herkennen van kleuren en deze te benoemen als een vertrouwd object. Deze camera kan "leren" welke kleuren je in eerste instantie "dacht".

Nu je weet wat Pixy is, laten we eens kijken hoe we Pixy kunnen gaan gebruiken.

Stap 4: Vereiste hardware

Pixy CMUcam5-beeldsensor

Arduino UNO R3

Stap 5: Aan de slag door Pixy

Ga nu stap voor stap met ons mee tot het einde:

Eerste stap:

Pixie kopen! Normale PIXY en PIXY2 zijn twee versies van pixy-camera's. klik op de bovenstaande link om het normale type te kopen, waarbij we de stappen van het gebruik van dit bord voortzetten.

Tweede:

Zet het aan. Het bord heeft een USB-poort voor stroom. Het wordt gevoed door verbinding te maken met de USB-poort van de computer. Het kan worden gevoed via twee pinnen achter het bord met batterij (6-10v).

Derde:

Verbind hem met de computer via een USB-kabel. Het ene uiteinde naar de computer en het andere naar de micro-USB-poort van PIXY.

Vooruit:

Download hier de software van uw cam. PIXY Mon is de toepassing van PIXY voor Linux, Mac en Windows-platform. Wat deze app kan doen, is de configuratie en laten zien wat PIXY kan zien.

Vijfde:

Tot nu toe hoeft de camera niet per se op een microcontroller of bord te zijn aangesloten als u iets anders wilt zien en herkennen; herkenning is niet afhankelijk van microverbinding. Hoe dan ook, om te leren, selecteer een object met een duidelijke en goede tint. Vanwege het op tint gebaseerde kleurfilterherkenningsalgoritme kunnen de tint en het licht van de omgeving het resultaat beïnvloeden. Kies dus geen witte, zwarte of grijze objecten, want deze kleuren zijn geen tint!

Zesde:

Druk op de knop bovenop PIXY om te beginnen met lesgeven. Eerst knippert de LED en daarna krijgt een RGB-LED de kleur van het centrale deel van het zichtgebied. Kies het object voor de camera, als de LED de juiste kleur vertoonde, toont deze de juiste vergrendeling. de afstand tussen de lenzen en het object moet 6-20 inch zijn. De tweede manier is het gebruik van PIXY MON; koos een groot deel van het object in PIXY MON en selecteert vervolgens het object.

Zevende:

Het raster van het object wordt weergegeven in pixy mon. kijk of het raster het juiste gebied van het object is, zonder de achtergrond. Schuifregelaars in configuratie kunnen helpen om een beter gebied te hebben.

Achtste:

Nu stelt de camera voor elke "kleur" een nummer in. 7 handtekeningen betekenen 7 kleuren om te herkennen. Door kleuren dicht bij elkaar te gebruiken, bijvoorbeeld een label met de kleuren rood-roze-blauw kun je een object of plek voor de camera definiëren, dat label laat bijvoorbeeld de deurplaats zien. Dit kan helpen om duizenden objecten te herkennen met deze camera! Deze reeks kleuren wordt "kleurcode" of CC genoemd. voor het instellen van CC moet je PIXY mon gebruiken en dan kan het worden gebruikt zoals elke handtekening.

Negende:

Na een succesvolle leeropdracht, als een microcontroller of bord op de camera is aangesloten, kan het object worden gedetecteerd door pixy. Als u een Arduino gebruikt, gebruikt u deze pinout voor verbinding. (klik hier voor meer info), download dan hier de PIXY bibliotheek, voeg toe aan de bibliotheken van Arduino in de richting van Sketch>Include library>Add ZIP library. Selecteer nu het zip-bestand van de bibliotheek. Dat is klaar! Nu met de standaardschets van PIXY, geeft het de X en Y (locatie) en breedte en lengte (grootte) van het object. Andere schetsen kunnen ook worden gebruikt; zoals pan en tilt. Voor aansluiting op andere borden, kunt u hier kijken.

OPMERKING: Lesgeven heeft twee methoden zoals we hebben uitgelegd: 1. PIXY gebruiken zonder PIXY MON, zoals robots dat doen en ze zijn niet aangesloten op een pc. De methode zal zijn, maar hoe stel je het handtekeningnummer in? De led als de PIXY de kleur verandert op de eerste momenten van lesgeven, de klik die je doet op welke kleur het nummer zal instellen; van rood voor 1 tot violet voor 7. In methode 2 wordt de nummerinstelling alleen gedaan met toepassing.

Stap 6: Zeer dicht bij "THE END"

We legden uit waarom het nodig was om foto's te gebruiken, wat digitale beeldverwerking is en hoe het kan. Welke manieren we hebben en van hardware die ons momenteel kan helpen, hebben we PIXY gekozen voor de uitleg. we hebben uitgelegd hoe het werkt en wat je moet doen als je een beginner bent op het gebied van pixy-camera's! Nu kunt u de beeldverwerking voor uw kleine robot starten en genieten van een derde oog met uw computer.

U kunt dit project ook lezen op de officiële website van ElectroPeak: