การติดตามการเคลื่อนไหวของดวงตาของมนุษย์: 6 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

โปรเจ็กต์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อจับภาพการเคลื่อนไหวของดวงตามนุษย์ และแสดงการเคลื่อนไหวบนชุดไฟ LED ที่วางเป็นรูปดวงตา โครงการประเภทนี้อาจมีประโยชน์มากมายในด้านหุ่นยนต์และมนุษย์โดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น บุคคลสามารถฉายสายตาไปยังใบหน้าของหุ่นยนต์ที่มีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์คนอื่นไม่ว่าจะด้วยจุดประสงค์ใดก็ตาม สิ่งนี้สามารถทำให้หุ่นยนต์ดูสมจริงมากขึ้น เนื่องจากดวงตากำลังเลียนแบบการเคลื่อนไหวของดวงตาจริงของใครบางคน โปรเจ็กต์นี้ใช้การแสดงตามนุษย์เพียงข้างเดียวบนดวงตา LED ดังนั้นฉันจึงตื่นเต้นที่จะได้เห็นแนวคิดอื่นๆ ที่ผู้คนมีต่อการพัฒนาโครงการนี้ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

เสบียง

1. Arduino Uno Board (อย่าลืมซื้อสาย USB เพื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์)

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

2. เขียงหั่นขนม (ไม่ต้องการขนาดใหญ่มากทำให้การเชื่อมต่อสายง่ายขึ้น)

www.pololu.com/product/351

3. Adafruit LiIon/LiPoly Backpack Add-On สำหรับ Pro Trinket/ItsyBitsy และแบตเตอรี่ 3.7V

www.adafruit.com/product/2124

4. NeoPixel LED Strip (ซื้อม้วนเต็ม)

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

5. เซ็นเซอร์สะท้อนแสง QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Pack of Wires: ชาย/ชาย (ทำให้การเชื่อมต่อส่วนประกอบง่ายขึ้น)

www.adafruit.com/product/759

7. กรอบแว่นตาแบบใดก็ได้ (แว่นตา แว่นกันแดด ฯลฯ ดูภาพเพื่อการอ้างอิง)

ขั้นตอนที่ 1: เลย์เอาต์ & ไฟ LED แบบลวดในรูปตา

ตามรูปภาพที่แนบมากับขั้นตอนนี้ ให้ต่อสายไฟ LED ตามลำดับที่แสดง ไฟ LED สามารถวางราบบนพื้นผิวหรือติดเทปกับวัตถุทรงกลมเพื่อแสดงถึงลูกตาที่แท้จริงได้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: เขียนโค้ด Arduino และอัปโหลดไปยังบอร์ด

ไฟล์แนบสำหรับขั้นตอนนี้ประกอบด้วยรหัสทั้งหมดที่จำเป็นในการแสดงการเคลื่อนไหวของดวงตาบนไฟ LED มีห้องสมุดสองแห่งที่รวมอยู่ในรหัสและสามารถพบได้ที่ลิงก์ Github ด้านล่าง ลองใช้โค้ดและดูว่ามีฟีเจอร์เจ๋งๆ ใดบ้างที่สามารถปลูกฝังได้ เมื่อโค้ดเสร็จสมบูรณ์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอมไพล์แล้วอัปโหลดไปยังบอร์ด Arduino Uno

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

คำอธิบายของรหัส:

เมื่อม่านตาเข้าใกล้เซ็นเซอร์ตัวหนึ่ง แสงสะท้อนจะลดลงและค่าเซ็นเซอร์จะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อม่านตาเคลื่อนออกไป แสงสะท้อนจะเพิ่มขึ้น และค่าเซ็นเซอร์ของตัวสะท้อนแสงจะลดลง การเคลื่อนไหวทางขวาและซ้ายของรูม่านตาของลูกตา LED จะตรวจจับการเพิ่มขึ้นและลดลงของค่าเซ็นเซอร์หนึ่งค่าและควบคุมค่านั้น เมื่อกะพริบ ค่าเซ็นเซอร์ทั้งสองจะลดลง ดังนั้นหากค่าเซ็นเซอร์ทั้งสองลดลงพร้อมกัน เปลือกตาของลูกตา LED จะลดลง

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อเซ็นเซอร์/ส่วนประกอบ

ตามภาพที่แนบมา ให้เชื่อมต่อแต่ละส่วนประกอบเข้ากับบอร์ด Arduino Uno สามารถใช้เขียงหั่นขนมเพื่อทำให้การเชื่อมต่อง่ายขึ้น แต่ไม่จำเป็นเสมอไป การบัดกรีสายไฟเข้ากับส่วนประกอบก็ใช้ได้เช่นกัน

ขั้นตอนที่ 4: ติดเซ็นเซอร์/สายไฟเข้ากับแว่นตา

เซ็นเซอร์ QTR - 1A สองตัวถูกวางไว้ที่ระยะประมาณความกว้างของดวงตาบนเลนส์ตัวใดตัวหนึ่งของแว่นตา นั่นคืออุปกรณ์ชิ้นเดียวที่ต้องมีอยู่ในตำแหน่งนั้น ส่วนที่เหลือสามารถติดกระจกได้ตามต้องการ เพียงจำไว้ว่าต้องวางเซ็นเซอร์ไว้บนเลนส์ต่อหน้าต่อตา อาจจำเป็นต้องปรับตำแหน่งเล็กน้อยโดยพิจารณาจากโครงสร้างใบหน้าของแต่ละคนที่เข้ากับแว่นตา

ขั้นตอนที่ 5: การนำเสนอวิดีโอใน Project

นี่คือวิดีโอการนำเสนอโครงงานของฉันต่อชั้นเรียน Humanoids ที่มหาวิทยาลัย Carnegie Mellon ในวิดีโอนี้ ฉันพูดถึงแรงบันดาลใจและจุดประสงค์บางอย่างของโครงการ นอกจากนี้ ฉันอธิบายรายละเอียดว่าโครงการจะเสร็จสมบูรณ์อย่างไร รวมทั้งอธิบายส่วนหนึ่งของโค้ด Arduino ฉันยังแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์สุดท้ายของโครงการควรเป็นอย่างไรในช่วงท้ายของวิดีโอ

ขั้นตอนที่ 6: วิธีปรับปรุงผลลัพธ์ของฉัน

หากคุณกำลังมองหาความท้าทายจริงๆ ฉันขอแนะนำให้ทำโปรเจ็กต์นี้และลองทำอะไรที่แตกต่างออกไปเล็กน้อยเพื่อปรับปรุง/เพิ่มเข้าไป โครงการนี้เป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับแนวคิดโครงการที่มีความทะเยอทะยานและท้าทายมากขึ้น สำหรับผู้ที่สนใจจะนำโครงการนี้ไปสู่อีกระดับหนึ่ง ฉันจะแสดงรายการแนวคิดเหล่านี้ด้านล่าง:

1. ทำซ้ำโปรเจ็กต์นี้บนเลนส์อีกตัวหนึ่งเพื่อให้สามารถแสดงลูกตามนุษย์ทั้งสองบนไฟ LED สองชุด

2. เพิ่มความคิด #1 แต่แล้วคิดหาวิธีฉายภาพการเคลื่อนไหวของปากบนไฟ LED

3. ต่อด้วยไอเดีย #2 แต่แล้วมาดูวิธีการฉายภาพทั่วใบหน้าบนชุดไฟ LED (ตา ปาก จมูก คิ้ว)

4. ค้นหาส่วนอื่นของร่างกายมนุษย์ที่สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวได้ จากนั้นจึงแสดงบน LED (การเคลื่อนไหวของมือ การเคลื่อนไหวของแขน ฯลฯ)