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利用Google AIY Vision Kit 自制人类检测器

2019-07-16  本文已影响0人  两颗花椰菜

近年就人工智能这个议题,在报章杂志,或各式各样的研讨会中,也能够找到与人工智能有关的讨论;加上数年全球掀起Maker风,世界各地都大量地使用各种不同的电子开发版例如Microbit、Arduino或树莓派等,制作出多样化的Maker专案。两者结合,可考虑用Google AIY Project进行制作,毕竟AIY简单易用,适合学生以及Maker将人工智能的技术应用到自己制作的作品。以下是我们学校制作相关设计作品的心得及经历。

如果曾经尝试学习人工智能技术,一定会浏览过有关Python程式或Tensorflow的资料。从安装、设定、和写程式建立人工智能模型等,对一般用家而言,可能会感到困难,尤其是后期设立的TensorFlow Playground,实在不见得容易明白和使用。

TensorFlow Playground

http://playground.tensorflow.org

毕竟人工智能技术是由数学理论课程所延伸,例如高等数学、线性代数、概率与统计学等发展出来。故此要发展学习人工智能技术,首先要对数学有一定程度的认识,换而言之,对于一些没有高等数学的人士较难上手。Google AIY Project 的理念就是想将这些艰深的部分去除,让没有此类学习背景的普罗大众也可以运用套件制作自己的项目,让大家以简易方法体验人工智能。

自制人类检测器

我们学校的专案是利用AIY Vision Kit 视觉套件,制作出「人类检测器」,情景有点像电影「捉鬼敢死队」中的幽灵探测器。整个习作是利用AIY Vision Kit里的镜头作为输入,通过视觉辨识在镜头中是否有人面的存在,继而驱动伺服马达,驱动指针指显示有没有人。先为大家介绍套件中的预设编程,试用后,再改良预设编程成为自己的专案。

人类检测器完成品

作品运用AIY Vision Kit

在「人类检测器」中,使用AIY Vision Kit version1.1,而套件里已经包含所需的电子零件,包括Raspberry Pi Zero WH、Vision Bonnet 和 Raspberry Pi Camera v2镜头等配件。另外,因应人类检测器,另行购置一个伺服马达,以及制作外观的物料,而我们选择了木条和木板。

接着是组装AIY Vision Kit,会组装的version1.1套件。至于此方面详细装嵌方法和基本设定,大家可以浏览AIY官方网站,内有详尽指引。官方网站指出大概1.5小时可以完成整个装嵌,非常简易。套件中,包括一张已经预载AIY系统的Micro SDcard,但由推出至今,或许已有更新版本,而网站也有提醒可以到GitHub下载最新的系统映像,并烧录到SD卡中,务求令系统运作时有最佳效果。

AIY官方网站:https://aiyprojects.withgoogle.com 

Google AIY香港代理商在线销售商城:https://store.gravitylink.com

装嵌时的注意事项

因为AIY Vision Kit套件的体积个非常小巧,预设所有零件会藏在盒件里,故此当中的接驳线需要扭曲,以配合其他零件位置,尤其要注意的是Vision Bonnet、Raspberry Pi Zero WH和Raspberry Pi Camera v2他们之间的接驳线需要多次扭曲。亦因此,他们很容易因扭动的弹性而松脱,以致接触不良,零套件不能运作,笔者就花了很多个小时,才查找此原因。

AIY Vision Kit 线材紧密,大家需要特别注意是否会导致松脱,而引致接触不良。

连接AIY方式

当AIY套件已经完成装嵌,就可以开始在套件上编写代码。编写代码有两种方法,一是使用平板电脑或智能手机到Google Play Store下载及安装AIY Projects App,然后用App编程,再将代码经Wi-Fi上载至硬件。

方法二是将屏幕、鼠标和键盘连接到AIY套件,就如一般的电脑,直接操控。笔者较为喜欢方法二,因为操控方面比较直接。但如果读者觉得要将套件连接至屏幕及鼠标等周边设备,感到十分不便,可考虑使用一些远端操作软件,例如VNC Viewer等,以便在另一部电脑登入并操控AIY套件,全程免插线,省去很多麻烦。

用App也可进行编程 让AIY连接屏幕、鼠标及键盘,直接操作

试玩示范程式

接下来,我们就可以尝试套件中的预设代码。每次当AIY的系统启动时,他会自动启动JoyDetector Demo,只要将镜头对向展出笑容的人面,套件上的LED灯就会转为黄色,非常有趣。此时,你已经在使用人工智能中的机器学习模型,模型会分析视觉中的人面是否有笑容,从而再决定下一步的动作。

接着就是学习将代码终止下来,日后才可以运行自己设计的代码。我们需要在Terminal中输入下列的指令,便能够将这代码终止下来,下次系统启动时,就不会自动运行。

指令:sudo systemctl disable joy_detection_demo

学生正进行测试 Joy Detector Demo

初步概念及测试完成,接下来会开始进一步改装。(转载自PCM,作者:庄庆荣)

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