Śledzenie ruchu ludzkiego oka: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Ten projekt ma na celu uchwycenie ruchu ludzkiego oka i wyświetlenie jego ruchu na zestawie świateł LED, które są umieszczone w kształcie oka. Tego typu projekty mogą potencjalnie mieć wiele zastosowań w dziedzinie robotyki, a konkretnie humanoidów. Na przykład osoba może rzutować swoje oczy na twarz robota, który wchodzi w interakcję z innymi ludźmi w dowolnym celu. Może to nadać robotowi bardziej realistyczny wygląd, ponieważ oczy naśladują czyjeś ruchy oczu. Ten projekt obejmuje tylko wyświetlanie jednego ludzkiego oka na oku LED, więc jestem podekscytowany, widząc, jakie inne pomysły mają ludzie, aby jeszcze bardziej rozwinąć ten projekt.

Kieszonkowe dzieci

1. Płytka Arduino Uno (upewnij się, że kupiłeś kabel USB do połączenia z komputerem)

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

2. Płytka do krojenia chleba (nie potrzebna bardzo duża; ułatwia podłączenie przewodów)

www.pololu.com/product/351

3. Dodatek do plecaka Adafruit LiIon/LiPoly do Pro Trinket/ItsyBitsy i baterii 3,7 V

www.adafruit.com/product/2124

4. Taśma LED NeoPixel (kup pełną rolkę)

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

5. Czujnik odbicia QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Pakiet przewodów: męski/męski (ułatwia łączenie komponentów)

www.adafruit.com/product/759

7. Dowolna oprawka okularów (okulary, okulary przeciwsłoneczne itp. Zobacz zdjęcia w celach informacyjnych)

Krok 1: Rozłóż i połącz diody LED w kształcie oczu

Opierając się na obrazach dołączonych do tego kroku, połącz diody LED w pokazanej kolejności. Diody LED można położyć płasko na powierzchni lub przymocować taśmą do kulistego obiektu, aby lepiej odwzorować rzeczywistą gałkę oczną.

Krok 2: Napisz kod Arduino i prześlij na tablicę

Załączony plik dla tego kroku zawiera cały kod niezbędny do wyświetlenia ruchu gałek ocznych na diodach LED. W kodzie znajdują się dwie biblioteki, które można znaleźć pod poniższymi linkami Github. Pobaw się kodem i zobacz, jakie inne fajne funkcje można wszczepić. Po zakończeniu kodu upewnij się, że się kompiluje, a następnie prześlij go na płytkę Arduino Uno.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Wyjaśnienie kodu:

Gdy tęczówka zbliży się do jednego czujnika, odbite światło maleje, a wartość czujnika wzrasta. I odwrotnie, gdy tęczówka się oddala, odbite światło wzrasta, a wartość czujnika fotoreflektora maleje. Prawy i lewy ruch źrenicy gałki ocznej LED wykrywa wzrost i spadek wartości jednego czujnika i steruje nim. Gdy mrugają, obie wartości czujników zmniejszają się, więc jeśli obie wartości czujników spadną jednocześnie, powieki gałki ocznej LED opadają.

Krok 3: Podłącz czujniki/komponenty

Na podstawie załączonego obrazu podłącz każdy komponent do płytki Arduino Uno. Płytka stykowa może być wykorzystana do uproszczenia połączeń, ale niekoniecznie. Działa również lutowanie przewodów do komponentów.

Krok 4: Przymocuj czujniki/przewody do okularów

Dwa czujniki QTR - 1A są umieszczone w odległości około szerokości oka na jednej z soczewek okularów. To jedyny sprzęt, który musi znajdować się w tym miejscu. Resztę można przymocować do okularów według własnego uznania. Pamiętaj tylko, że czujniki muszą być umieszczone na soczewce przed okiem. Mogą być potrzebne pewne drobne korekty pozycji w zależności od tego, jak różne struktury twarzy ludzi pasują do okularów.

Krok 5: Prezentacja wideo w projekcie

To jest wideo z mojej prezentacji projektu na mojej klasie Humanoids na Carnegie Mellon University. W filmie omawiam niektóre inspiracje i cel projektu. Dodatkowo wyjaśniam szczegóły wykonania projektu, a także wyjaśniam fragment kodu Arduino. Pokazuję też, jak powinien wyglądać końcowy efekt projektu pod koniec filmu.

Krok 6: Jak poprawić moje wyniki

Jeśli szukasz prawdziwego wyzwania, gorąco polecam wziąć ten projekt i spróbować czegoś nieco innego, aby go poprawić/dodać. Ten projekt jest świetnym punktem wyjścia dla bardziej ambitnych i ambitnych pomysłów projektowych. Dla osób, które są zainteresowane przeniesieniem tego projektu na wyższy poziom, pomyślałem o kilku sposobach, aby to zrobić. Poniżej wymienię te pomysły:

1. Skopiuj ten projekt na drugą soczewkę, aby obie ludzkie gałki oczne mogły być wyświetlane na dwóch zestawach diod LED.

2. Dodanie do pomysłu nr 1, ale potem wymyśl sposób na odwzorowanie ruchu ust na diody LED.

3. Dodanie do pomysłu nr 2, ale potem zastanów się, jak wyświetlać na całej twarzy na zestawie diod LED (oczy, usta, nos, brwi)

4. Znajdź inną część ludzkiego ciała, której ruch można wyczuć, a następnie wyświetlić na diodach LED (ruch ręki, ruch ramienia itp.)