Theo dõi chuyển động mắt người: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Dự án này nhằm ghi lại chuyển động của mắt người và hiển thị chuyển động của nó trên một bộ đèn LED được đặt theo hình dạng của một con mắt. Loại dự án này có thể có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực chế tạo người máy và đặc biệt là hình người. Ví dụ, một người có thể chiếu đôi mắt của mình vào khuôn mặt của một robot đang tương tác với người khác vì bất kỳ mục đích gì. Điều này có thể mang lại cho robot một vẻ ngoài giống thật hơn vì đôi mắt đang bắt chước chuyển động mắt thực của ai đó. Dự án này chỉ yêu cầu hiển thị một mắt người trên mắt LED, vì vậy tôi rất vui khi xem những người khác có ý tưởng gì để thúc đẩy dự án này hơn nữa.

Quân nhu

1. Bảng Arduino Uno (nhớ mua cáp USB để kết nối với máy tính)

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

2. Breadboard (không cần quá lớn; giúp kết nối dây dễ dàng hơn)

www.pololu.com/product/351

3. Tiện ích bổ sung ba lô Adafruit LiIon / LiPoly cho Pro Trinket / ItsyBitsy và Pin 3.7V

www.adafruit.com/product/2124

4. NeoPixel LED Strip (mua cuộn đầy đủ)

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

5. Cảm biến phản xạ QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Gói dây: Nam / Nam (giúp kết nối các thành phần dễ dàng hơn)

www.adafruit.com/product/759

7. Bất kỳ Khung kính mắt (Kính, kính râm, vv. Xem hình ảnh để tham khảo)

Bước 1: Bố trí & đi dây đèn LED theo hình mắt

Dựa trên các hình ảnh được đính kèm trong bước này, đấu dây các đèn LED theo thứ tự được hiển thị. Các đèn LED có thể được đặt phẳng trên một bề mặt hoặc được gắn bằng băng vào một vật thể hình cầu để thể hiện tốt hơn nhãn cầu thực tế.

Bước 2: Viết mã Arduino và tải lên bảng

Tệp đính kèm cho bước này chứa tất cả mã cần thiết để hiển thị chuyển động của mắt trên đèn LED. Có hai thư viện được bao gồm trong mã và chúng có thể được tìm thấy tại các liên kết Github bên dưới. Chơi xung quanh mã và xem những tính năng thú vị nào khác có thể được cấy ghép. Sau khi mã hoàn tất, hãy đảm bảo rằng nó đã biên dịch và sau đó tải nó lên bảng Arduino Uno.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Giải thích mã:

Khi mống mắt tiếp cận một cảm biến, ánh sáng phản xạ giảm và giá trị cảm biến tăng lên. Ngược lại, khi mống mắt di chuyển ra xa, ánh sáng phản xạ tăng lên và giá trị cảm biến của phản xạ ảnh giảm. Chuyển động phải và trái của đồng tử nhãn cầu LED cảm nhận sự tăng và giảm của một giá trị cảm biến và điều khiển nó. Khi nhấp nháy, cả hai giá trị cảm biến đều giảm, vì vậy nếu hai giá trị cảm biến giảm đồng thời, mí mắt của nhãn cầu LED sẽ đi xuống.

Bước 3: Kết nối cảm biến / linh kiện

Dựa trên hình ảnh đính kèm, đấu dây từng thành phần vào bảng Arduino Uno. Một breadboard có thể được sử dụng để làm cho các kết nối đơn giản hơn, nhưng không nhất thiết phải có. Hàn các dây với các thành phần cũng hoạt động.

Bước 4: Gắn Cảm biến / Dây vào Kính mắt

Hai cảm biến QTR - 1A được đặt ở khoảng cách bằng chiều rộng của mắt trên một trong các thấu kính của kính mắt. Đó là phần thiết bị duy nhất cần có ở vị trí đó. Phần còn lại có thể gắn vào kính theo ý muốn. Chỉ cần nhớ rằng các cảm biến phải được đặt trên thấu kính trước mắt. Có thể cần một số điều chỉnh vị trí nhỏ dựa trên cấu trúc khuôn mặt của những người khác nhau phù hợp với kính mắt như thế nào.

Bước 5: Trình chiếu video về dự án

Đây là video tôi trình bày dự án trước lớp Humanoids của tôi tại Đại học Carnegie Mellon. Trong video, tôi thảo luận về một số nguồn cảm hứng và mục đích của dự án. Ngoài ra, tôi giải thích chi tiết về cách hoàn thành dự án, cũng như giải thích một phần của mã Arduino. Tôi cũng cho biết kết quả cuối cùng của dự án sẽ như thế nào ở cuối video.

Bước 6: Cách cải thiện kết quả của tôi

Nếu bạn đang tìm kiếm một thử thách thực sự, tôi thực sự khuyên bạn nên tham gia dự án này và thử một chút gì đó khác biệt một chút để cải thiện / thêm vào nó. Dự án này là một điểm khởi đầu tuyệt vời cho những ý tưởng dự án đầy tham vọng và thử thách hơn. Đối với những người quan tâm đến việc đưa dự án này lên một tầm cao mới, tôi đã nghĩ về một số cách để thực hiện điều đó. Tôi sẽ liệt kê những ý tưởng này bên dưới:

1. Nhân bản dự án này lên ống kính kia để cả hai nhãn cầu của con người có thể được hiển thị trên hai bộ đèn LED.

2. Tiếp tục ý tưởng số 1, nhưng sau đó tìm ra cách để chiếu chuyển động của miệng lên đèn LED.

3. Thêm vào ý tưởng số 2, nhưng sau đó tìm cách chiếu toàn bộ khuôn mặt lên một bộ đèn LED (mắt, miệng, mũi, lông mày)

4. Tìm một bộ phận cơ thể người khác có thể cảm nhận được chuyển động và sau đó hiển thị trên đèn LED (chuyển động của bàn tay, chuyển động của cánh tay, v.v.)