Eine Einführung in die Bildverarbeitung: Pixy und seine Alternativen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem Artikel erklären wir die Bedeutung der digitalen Bildverarbeitung (DIP) und die Gründe für die Verwendung von Hardware wie Pixy und anderen Tools, um Bilder oder Videos zu verarbeiten. Am Ende dieses Artikels erfahren Sie:

• Wie eine digitale Bildform.
• Was ist digitale Bildbearbeitung?
• Tools zur Bildbearbeitung.
• Was Pixy ist und wie man es benutzt.

Schritt 1: Was ist Bildverarbeitung?

Fotos, Videos und allgemein Bilder haben neben dem Speichern eines Moments unserer Erinnerungen auch andere Anwendungen. Vielleicht sehen Sie Sicherheitskameras an öffentlichen Orten oder Sie sehen Roboter, die eine Linie, ein Objekt oder einen fortgeschritteneren Prozess verfolgen, die Situation erkennen, Verunreinigungen von Produkten auf der Produktionslinie trennen und viele ähnliche oder sogar nicht ähnliche Anwendungen mit einigen Berechnungen auf Bildern und Diesen durchführen Berechnungen werden als Bildverarbeitung bezeichnet.

Zum besseren Verständnis ist es hilfreich, die Bildstruktur zu kennen. Jedes Bild ist ein Signal mit den Pixelwerten an jedem Punkt davon. (Pixel ist die Grundeinheit eines digitalen Bildes, die verschiedene Werte für Helligkeit und/oder Farbe haben kann, diese Werte werden „Intensität“genannt). Das Signal ist das kontinuierliche Spannungssignal, das vom visuellen Sensor geliefert wird, dieses Signal wird in digital umgewandelt mit einigen Prozessen wie Probenahme bilden. Die digitale Form dieser Daten ist wie ein zweidimensionales Array oder eine Matrix, die ein digitales Bild erstellt, so dass ihre Form f (X, Y) für den Ort und den Wert ist. Vergessen Sie nicht, dass jedes Video eine Reihe von Bildern ist, die mit einer bestimmten Wiedergaberate in einer Sekunde abgespielt werden.

Nachdem ein Bild erstellt wurde, wird der Vorgang gestartet. Wozu brauchen wir einen Prozess? Wenn wir Informationen aus einem Bild benötigen, verwenden wir Computer Vision. Computer Vision ist eine Methode zur Emulation des menschlichen Sehens. Das menschliche Sehvermögen hat die Fähigkeit zu „lernen“und Daten aus visuellen Eingaben zu liefern. Computer Vision ist im Grunde das Feld, das Computer dazu gebracht hat, ein hohes Verständnis aus digitalen Bildern oder Videos zu gewinnen, sogar für Echtzeitanwendungen; und digitale Bildbearbeitung gehört dazu.

Schritt 2: Wie mache ich die Bildverarbeitung?

Wenn wir über eine Roboteranwendung zur Bildverarbeitung nachdenken, gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Auswahl eines üblichen Kameramoduls (Bereitstellung des Bildes ohne Verarbeitung darauf) und dann Programmierung und Berechnungen durch den Benutzer.
2. Verwenden von Hardware, die diesen Prozess für eine schnellere und einfachere Verwendung durchführt; Wie eine Pixy-Kamera…

Erste Lösung: Für den ersten Weg gibt es verschiedene Softwares wie MATLAB oder Bibliotheken wie OpenCV zum Codieren. Es gibt auch andere Namen in Verarbeitungswerkzeugen; aber die populären Namen, die nach dieser Verarbeitung suchen, sind OpenCV und MATLAB. Sehen wir uns einen schnellen Vergleich zwischen ihnen an. das Diagramm des MATLAB- und OpenCV-Vergleichs wird uns dabei helfen.

Zweite Lösung: Verwendung einer speziellen Hardware! wie Kameras mit der Fähigkeit der Bildverarbeitung. Sie haben normalerweise eine Benutzeroberfläche und benötigen keine Codierung. Das scheint einfacher zu sein, schränkt aber irgendwie ein und sie können tun, was sie dafür angeben; zum Beispiel kann eine Gesichtserkennungskamera die Farberkennung nicht normal durchführen (vielleicht kann der Erkennungsalgorithmus durch einige Änderungen in der Firmware geändert werden, aber das ist ein schwieriger und nicht üblicher Weg!) Zwei Möglichkeiten, aber was ist besser?

das zweite Diagramm ist der Vergleich von zwei Wegen.

Schritt 3: Erste Schritte mit Pixy

PIXY ist eines der für die Bildverarbeitung spezifizierten Kameramodule, der Erkennungsalgorithmus ist eine farbbasierte Filterung. Der Hauptzweck dieser Kamera besteht darin, Farben zu erkennen und sie als vertrautes Objekt zu benennen. Diese Kamera kann „lernen“, welche Farben Sie zuerst „gedacht“haben.

Jetzt, da Sie wissen, was Pixy ist, sehen wir uns an, wie wir Pixy verwenden können.

Schritt 4: Erforderliche Hardware

Pixy CMUcam5 Bildsensor

Arduino UNO R3

Schritt 5: Erste Schritte mit Pixy

Kommen Sie nun Schritt für Schritt mit uns bis zum Ende:

Erster Schritt:

Pixie kaufen! Regular PIXY und PIXY2 sind zwei Versionen von Pixy-Kameras. Klicken Sie auf den obigen Link, um den regulären Typ zu kaufen, mit dem wir die Schritte zur Verwendung dieses Boards fortsetzen.

Sekunde:

Schalten Sie es ein. Das Board verfügt über einen USB-Anschluss für die Stromversorgung. Es wird durch Anschluss an den USB-Port des Computers mit Strom versorgt. Es kann über zwei Pins hinter der Platine mit Batterie (6-10 V) betrieben werden.

Dritter:

Verbinden Sie es über ein USB-Kabel mit dem Computer. Ein Ende zum Computer und das andere zum Micro-USB-Port von PIXY.

Weiter:

Laden Sie hier die Software Ihrer Kamera herunter. PIXY Mon ist die Anwendung von PIXY für die Linux-, Mac- und Windows-Plattform. Was diese App kann, ist die Konfiguration und zeigen, was PIXY sehen kann.

Fünfte:

Bis zu diesem Punkt muss die Kamera nicht unbedingt mit einem Mikrocontroller oder einer Platine verbunden sein, wenn Sie ohne etwas anderes sehen und erkennen müssen; Erkennung ist nicht abhängig von Mikroverbindung. Wie auch immer, wählen Sie zum Teachen ein Objekt mit einem deutlichen und guten Farbton aus. Aufgrund des farbtonbasierten Farbfiltererkennungsalgorithmus können der Farbton und das Licht der Umgebung das Ergebnis beeinflussen. Wählen Sie also keine weißen, schwarzen oder grauen Objekte aus, da diese Farben keine Farbtöne sind!

Sechste:

Drücken Sie die Taste oben auf dem PIXY, um mit dem Lehren zu beginnen. Zuerst blinkt die LED und danach erhält eine RGB-LED die Farbe des mittleren Teils des Sichtbereichs. Wählen Sie das Objekt vor der Kamera aus, wenn die LED die richtige Farbe zeigte, zeigt sie die richtige Verriegelung an. Der Abstand zwischen den Linsen und dem Objekt sollte 6-20 Zoll betragen. Der zweite Weg ist die Verwendung von PIXY MON; wählt einen großen Bereich des Objekts in PIXY MON aus und wählt dann das Objekt aus.

Siebte:

Das Raster des Objekts wird in pixy mon angezeigt. Überprüfen Sie, ob das Raster der richtige Bereich des Objekts ist, der den Hintergrund nicht einschließt. Schieberegler in der Konfiguration können helfen, einen besseren Bereich zu haben.

Achte:

Nun legt die Kamera für jede „Farbe“eine Zahl fest. 7 Signaturen bedeuten 7 zu erkennende Farben. Durch die Verwendung von Farben nahe beieinander, zum Beispiel ein Etikett mit den Farben Rot-Rosa-Blau, können Sie ein Objekt oder einen Ort für die Kamera definieren, z. B. dieses Etikett zeigt den Türplatz an. Dies kann helfen, mit dieser Kamera Tausende von Objekten zu erkennen! Dieser Farbsatz wird „Farbcode“oder CC genannt. zum Setzen von CC sollten Sie PIXY mon verwenden und dann kann es wie jede Signatur verwendet werden.

Neunte:

Nach erfolgreichem Teachen, wenn ein Mikrocontroller oder Board an die Kamera angeschlossen ist, kann das Objekt von Pixy erkannt werden. Wenn Sie ein Arduino verwenden, verwenden Sie diese Pinbelegung für die Verbindung. (Klicken Sie hier für weitere Informationen), dann laden Sie die PIXY-Bibliothek hier herunter, fügen Sie sie zu den Bibliotheken von Arduino in Richtung Sketch> Bibliothek einschließen> ZIP-Bibliothek hinzufügen hinzu. Wählen Sie nun die Zip-Datei der Bibliothek aus. Das ist erledigt! Jetzt mit der Standardskizze von PIXY werden X und Y (Position) sowie Breite und Länge (Größe) des Objekts angegeben. Andere Skizzen können ebenfalls verwendet werden; wie Pan und Tilt. Für andere Board-Verbindungen können Sie hier sehen.

HINWEIS: Das Teachen hat zwei Methoden, wie wir bereits erklärt haben: 1. Verwenden von PIXY ohne PIXY MON, wie es Roboter tun und sie nicht mit einem PC verbunden sind. Die Methode wird sein, aber wie stellt man die Signaturnummer ein? Die LED, wenn das PIXY die Farbe in den ersten Momenten des Teachens ändert, der Klick auf welche Farbe stellt die Zahl ein; von rot bedeutet 1 bis violett bedeutet 7. Bei Methode 2 erfolgt die Nummerneinstellung nur mit der Anwendung.

Schritt 6: Ganz in der Nähe von „THE END“

Wir haben erklärt, was die Verwendung von Bildern notwendig gemacht hat, was digitale Bildbearbeitung ist und wie sie durchgeführt werden kann. Welche Möglichkeiten wir haben und von Hardware, die uns derzeit helfen können, haben wir PIXY als Erklärung gewählt. Wir haben erklärt, wie es funktioniert und was zu tun ist, wenn Sie ein Anfänger von Pixy-Kameras sind! Jetzt können Sie die Bildverarbeitung für Ihren kleinen Roboter starten und genießen, ein drittes Auge mit Ihrem Computer zu haben.

Sie können dieses Projekt auch auf der offiziellen Website von ElectroPeak lesen: