मोशन डिटेक्टर बनाना, या OpenCV - यह सिर्फ है

कंपनी के नाम को सही ठहराने के लिए आवश्यक है - वीडियो से संबंधित कम से कम कुछ करने के लिए। पिछले विषय के अनुसार, आप समझ सकते हैं कि हम न केवल केतली बना रहे हैं, बल्कि स्मार्ट घर के लिए "स्मार्ट लाइटिंग" भी देख रहे हैं। इस हफ्ते मैं OpenCV - कंप्यूटर विज़न के साथ काम करने के लिए एल्गोरिदम और पुस्तकालयों का एक सेट चुनने में व्यस्त था। छवियों में वस्तुओं, चरित्र की पहचान और जाज सभी के लिए खोजें।

वास्तव में, इसमें कुछ करना इतना मुश्किल काम नहीं है, यहां तक ​​कि एक गैर-प्रोग्रामर के लिए भी। तो मैं आपको बताता हूँ कि कैसे।

मुझे तुरंत कहना चाहिए: लेख में एक भयानक बर्डलकोड हो सकता है जो आपको डरा सकता है या आपको अपने जीवन के अंत तक सोने से वंचित कर सकता है।

यदि आप अभी तक डर नहीं रहे हैं, तो आगे स्वागत करें।

परिचय

वास्तव में, क्या विचार था। मैं प्रकाश के मैनुअल समावेश से पूरी तरह छुटकारा पाना चाहता था। हमारे पास एक अपार्टमेंट है, और ऐसे लोग हैं जो इसके चारों ओर घूमते हैं। लोगों को रोशनी की जरूरत है। अपार्टमेंट में अन्य सभी वस्तुओं को प्रकाश की आवश्यकता नहीं है। वस्तुएं नहीं चलती हैं, लेकिन लोग चलते हैं (यदि कोई व्यक्ति नहीं चलता है, तो वह मर गया या सो गया। मृत और सोते हुए प्रकाश की आवश्यकता नहीं है)। तदनुसार, अपार्टमेंट में केवल उन स्थानों को रोशन करना आवश्यक है जहां कुछ आंदोलन मनाया जाता है। आंदोलन बंद हो गया - आप आधे घंटे या एक घंटे में प्रकाश बंद कर सकते हैं।
आंदोलन का निर्धारण कैसे करें?

सेंसर के बारे में

इसका पता ऐसे डिटेक्टरों द्वारा लगाया जा सकता है:

वे उन्हें पीर - पैसिव इन्फ्रारेड सेंसर कहते हैं। या निष्क्रिय नहीं, लेकिन पायरोइलेक्ट्रिक। संक्षेप में, यह वास्तव में, थर्मल इमेजर के एक एकल पिक्सेल पर आधारित है - बहुत सेल जो सिग्नल को जारी करता है यदि वह एक दूर अवरक्त प्राप्त करता है।

एक साधारण सर्किट के बाद यह एक आवेग देता है अगर संकेत नाटकीय रूप से बदलता है - तो यह एक गर्म केतली को संकेत नहीं देगा, लेकिन यह एक चलती गर्म वस्तु के लिए होगा।
इस तरह के डिटेक्टर 99% अलार्म में स्थापित होते हैं, और आपको लगता है कि वे सभी इसे देख चुके हैं - ये चीजें हैं जो छत के नीचे लटकी हुई हैं:

अभी भी वही चीजें, लेकिन हार्नेस के साथ, गैर-संपर्क थर्मामीटर में अधिक कठिन हैं - वे जो माथे पर या कान में कुछ सेकंड में तापमान को मापते हैं।

और pyrometers में, एक ही थर्मामीटर, लेकिन एक व्यापक रेंज के साथ:

हालांकि मैं विचलित था। इस तरह के सेंसर, निश्चित रूप से, एक अच्छी बात है। लेकिन उनके पास एक माइनस है - यह अवलोकन के पूरे दायरे में आंदोलन को दर्शाता है, यह निर्दिष्ट किए बिना कि यह कहां हुआ - करीब, दूर। और मेरे पास एक बड़ा कमरा है। और मैं केवल उस हिस्से में प्रकाश चालू करना चाहता हूं जहां कोई व्यक्ति काम करता है। यह संभव था, लगभग 5 ऐसे सेंसर लगाने के लिए, लेकिन मैंने इस विचार को छोड़ दिया - यदि आप एक ही राशि के लिए एक कैमरा के साथ प्राप्त कर सकते हैं, तो सेंसर का एक गुच्छा क्यों लगाया जाए?

खैर, मैं OpenCV चुनना चाहता था, इसके बिना नहीं, हाँ। इसलिए मुझे डिब्बे में एक कैमरा मिला, एक बोर्ड (A20 पर CubieBoard2 ) लिया और बाहर निकाल दिया।

स्थापना

स्वाभाविक रूप से, OpenCV का उपयोग करने के लिए, आपको पहले इसे स्थापित करना होगा। अधिकांश आधुनिक प्रणालियों पर (मैं * nix के बारे में बात कर रहा हूं), इसे एकल कमांड जैसे apt-get install opencv के साथ स्थापित किया गया है। लेकिन हम सरल तरीके से जाएंगे, है ना? और उदाहरण के लिए, सिस्टम में एकल-खिलाड़ी के लिए, जिसका मैं उपयोग करता हूं वह नहीं है।
एक व्यापक इंस्टॉलेशन गाइड यहां पाया जा सकता है , इसलिए मैं इस पर बहुत विस्तार से ध्यान नहीं दूंगा।
हम cmake और GTK डालते हैं (मैंने इसे स्पष्ट विवेक के साथ स्थापित किया है- cmake libgtk2.0-dev स्थापित करें)।
हम ऑफसाइट में जाते हैं और नवीनतम संस्करण डाउनलोड करते हैं। लेकिन अगर हम Robocraft मैनुअल से लिंक के माध्यम से SourceForge का उपयोग करते हैं, तो हम नवीनतम संस्करण (2.4.6.1) नहीं, बल्कि 2.4.6 डाउनलोड करेंगे, जिसमें कैमरे से v4l2 के माध्यम से छवि रिसेप्शन अप्रत्याशित रूप से काम नहीं करता है। मुझे यह नहीं पता था, इसलिए 4 दिनों के लिए मैंने इस संस्करण को काम करने की कोशिश की। अगर केवल उन्होंने कहीं लिखा।
आगे - मानक के रूप में:

tar -xjf OpenCV-*.tar.bz2 && cd OpenCV-* && cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ./ && make && make install 

आप किट के साथ आने वाले उदाहरण एकत्र कर सकते हैं:

 cd samples/c/ && chmod +x build_all.sh && ./build_all.sh 

दरअसल, मेरा अधिकांश कोड motempl नामक एक उदाहरण से लिया गया है - यह बिल्कुल प्रोग्राम है जो फ्रेम में गति का पता लगाने वाले कार्यात्मक को लागू करता है। यह इस तरह दिखता है:

ओलेह डोपिलका

यह काम करता है, लेकिन प्रकाश को चालू करने के लिए इसे कैसे लागू किया जाए? यह स्क्रीन पर आंदोलन को दिखाता है, लेकिन हमें इसके बारे में जानने की जरूरत है कि नियंत्रक हमारे स्थान पर प्रकाश को नियंत्रित करता है। और यह वांछनीय है कि वह बिंदु के निर्देशांक को नहीं पहचानता है, लेकिन जिस स्थान पर आपको प्रकाश चालू करने की आवश्यकता है।

शुरू करने के लिए, हम थोड़ा समझेंगे कि यह चीज़ कैसे काम करती है। विंडो में कैमरे से वीडियो दिखाने के लिए, बहुत आवश्यक नहीं है:

 #include <cv.h> #include <highgui.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main(int argc, char* argv[]) { CvCapture* capture = cvCaptureFromCAM(0);//   CvCapture(   ,      ),   capture.       cvCaptureFromCAM, 0    ,        . IplImage* image = cvQueryFrame( capture ); //    ( image)        cvNamedWindow("image window", 1); //    image window for(;;) //    { image = cvQueryFrame( capture ); //         image cvShowImage("image window", image);//   (image window)   ,       cvWaitKey(10); // 10   .    ,      .   ,  -,    ,   . } } 

आप इस प्रोग्राम को test.c फ़ाइल में कॉपी कर सकते हैं और इसे इस तरह संकलित कर सकते हैं:

 gcc -ggdb `pkg-config --cflags opencv` -o `basename test.c .c` test.c `pkg-config --libs opencv` 

फिर से, ईमानदार होने के लिए, मैं यह नहीं समझता कि यह टीम क्या कर रही है। अच्छी तरह से एकत्र करता है। आखिर ऐसा क्यों?

यह आपको कैमरे से वीडियो दिखाना और दिखाना शुरू कर देगा। लेकिन आप इससे बाहर भी नहीं निकल सकते हैं - कार्यक्रम एक अंतहीन लूप में अटका हुआ है और केवल Ctrl + C इसके अर्थहीन जीवन को बाधित करेगा। एक बटन हैंडलर जोड़ें:

 char c = cvWaitKey(10); //         . if (c == 113 || c == 81) //,   . 113  81 -    "q" -     . { cvReleaseCapture( &capture ); //      . cvDestroyWindow("capture"); //  ,    ! return 0; //  . } 

और एफपीएस काउंटर:

 CvFont font; //  "" cvInitFont(&font, CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 1.0, 1.0, 1,1,8); //   -  , ,  struct timeval tv0; //-   . int fps=0; int fps_sec=0; char fps_text[2]; int now_sec=0;//  ... gettimeofday(&tv0,0); //   now_sec=tv0.tv_sec; //    if (fps_sec == now_sec) //,      ,      { fps++; // ,     (    ,   .) } else { fps_sec=now_sec; //  ,    snprintf(fps_text,254,"%d",fps); //    FPS fps=0; //   } cvPutText(image, fps_text, cvPoint(5, 20), &font, CV_RGB(255,255,255));//   (image)     520,  ,  ,    , ,     . 

अब हमारे पास एक कार्यक्रम है जो कैमरे से वीडियो दिखाता है। हमें किसी तरह स्क्रीन के उन हिस्सों को इंगित करने की आवश्यकता है जिनमें हमें आंदोलन को निर्धारित करने की आवश्यकता है। उन्हें पिक्सेल में सेट करने के लिए पेन नहीं।

 int dig_key=0;//,    int region_coordinates[10][4]; // ,     . ... char c = cvWaitKey(20); //         . if (c <=57 && c>= 48) //,       { dig_key=c-48; //key "0123456789" // ,      . } cvSetMouseCallback( "Motion", myMouseCallback, (void*) image); //,      myMouseCallback  ,      Motion    image if (region_coordinates[dig_key][0] != 0 && region_coordinates[dig_key][1] != 0 && region_coordinates[dig_key][2] == 0 && region_coordinates[dig_key][3] == 0) // .        -     . cvRectangle(image, cvPoint(region_coordinates[dig_key][0],region_coordinates[dig_key][1]), cvPoint(region_coordinates[dig_key][0]+1,region_coordinates[dig_key][1]+1), CV_RGB(0,0,255), 2, CV_AA, 0 ); if (region_coordinates[dig_key][0] != 0 && region_coordinates[dig_key][1] != 0 && region_coordinates[dig_key][2] != 0 && region_coordinates[dig_key][3] != 0) //       -   . cvRectangle(image, cvPoint(region_coordinates[dig_key][0],region_coordinates[dig_key][1]), cvPoint(region_coordinates[dig_key][2],region_coordinates[dig_key][3]), CV_RGB(0,0,255), 2, CV_AA, 0 ); void myMouseCallback( int event, int x, int y, int flags, void* param) //       ,    { IplImage* img = (IplImage*) param; // . ,       switch( event ){ //      case CV_EVENT_MOUSEMOVE: break; //     .  , ,      : printf("%dx %d\n", x, y); case CV_EVENT_LBUTTONDOWN: //     if (region_coordinates[dig_key][0] != 0 && region_coordinates[dig_key][1] != 0 && region_coordinates[dig_key][2] == 0 && region_coordinates[dig_key][3] == 0) //   (    -      ),       -       { region_coordinates[dig_key][2]=x; //dig_key - ,    .      . region_coordinates[dig_key][3]=y; } if (region_coordinates[dig_key][0] == 0 && region_coordinates[dig_key][1] == 0)//   (     ),      . { region_coordinates[dig_key][0]=x; region_coordinates[dig_key][1]=y; } break; } } 

यहां बताया गया है कि यह कैसे काम करता है:

क्षेत्र डिजिटल बटन द्वारा स्विच किए जाते हैं।


लेकिन क्या हम हर बार जब हम कार्यक्रम शुरू करते हैं, तब हम अवलोकन क्षेत्रों को मैन्युअल रूप से सेट नहीं करेंगे? आइए एक फाइल में सेव करें।

 FILE *settings_file; FILE* fd = fopen("regions.bin", "rb"); // . "rb" -    if (fd == NULL) { printf("Error opening file for reading\n"); //    FILE* fd = fopen("regions.bin", "wb"); //  if (fd == NULL) { printf("Error opening file for writing\n"); } else { fwrite(region_coordinates, 1, sizeof(region_coordinates), fd); //  -     fclose(fd); //  printf("File created, please restart program\n"); } return 0; } size_t result = fread(region_coordinates, 1, sizeof(region_coordinates), fd); //  if (result != sizeof(region_coordinates)) //        printf("Error size file\n"); //  fclose(fd); //  FILE* fd = fopen("regions.bin", "wb"); // . "wb" -    if (fd == NULL) //    printf("Error opening file for writing\n"); // fwrite(region_coordinates, 1, sizeof(region_coordinates), fd); //    fclose(fd); //  

हम इन कार्यों को बांधते हैं, उदाहरण के लिए, डब्ल्यू और आर बटन के लिए, और जब आप उन्हें क्लिक करते हैं, तो हम सरणी को सहेजते हैं और खोलते हैं।

केवल थोड़ा ही रह गया - वास्तव में, आंदोलन किस क्षेत्र में हुआ, इसकी परिभाषा है। हम अपनी उपलब्धियों को motempl.s के स्रोत में स्थानांतरित करते हैं, और पाते हैं कि हम कहाँ जा सकते हैं।
यहाँ वह कार्य है जो गति का पता लगाने के स्थान पर वृत्त खींचता है:

 cvCircle( dst, center, cvRound(magnitude*1.2), color, 3, CV_AA, 0 ); 

और केंद्र के निर्देशांक इस तरह निर्धारित होते हैं:

 center = cvPoint( (comp_rect.x + comp_rect.width/2), (comp_rect.y + comp_rect.height/2) ); 

इस टुकड़े में अपना कोड डालें:

 int i_mass; //   for (i_mass = 0; i_mass <= 9; i_mass++) //     ,       . { if( comp_rect.x + comp_rect.width/2 <= region_coordinates[i_mass][2] && comp_rect.x + comp_rect.width/2 >= region_coordinates[i_mass][0] && comp_rect.y + comp_rect.height/2 <= region_coordinates[i_mass][3] && comp_rect.y + comp_rect.height/2 >= region_coordinates[i_mass][1] ) //,   ,      -. { cvRectangle(dst, cvPoint(region_coordinates[i_mass][0],region_coordinates[i_mass][1]), cvPoint(region_coordinates[i_mass][2],region_coordinates[i_mass][3]), CV_RGB(0,0,255), 2, CV_AA, 0 ); //    ,      , ,     . printf("Detect motion in region %d\n",i_mass); //       } } 

यह काम करता है:


यह थोड़ा रहता है: आउटपुट को कंसोल पर नहीं भेजने के लिए, लेकिन UART में, किसी भी MK रिले से कनेक्ट करें, जो प्रकाश को नियंत्रित करेगा। कार्यक्रम क्षेत्र में गति का पता लगाता है, क्षेत्र संख्या को नियंत्रक को भेजता है, और यह उसे सौंपे गए दीपक को रोशनी देता है। लेकिन अगली श्रृंखला में उस पर और अधिक।

मैंने प्रोजेक्ट के स्रोत को github पर पोस्ट किया है, और अगर किसी को त्रुटियों को ठीक करने और कार्यक्रम को सुधारने का समय मिल जाए तो मुझे कोई आपत्ति नहीं होगी:
github.com/vvzvlad/motion-sensor-opencv

मैं आपको याद दिलाता हूं, अगर आप एपिक को एक चायदानी के साथ याद नहीं करना चाहते हैं और हमारी कंपनी के सभी नए पोस्ट देखना चाहते हैं, तो आप सदस्यता ले सकते हैं कंपनी पेज (सदस्यता बटन) पर
और हां, मैंने सुबह 5 बजे फिर से पोस्ट लिखा, इसलिए मैं त्रुटि संदेश स्वीकार करूंगा। लेकिन - पीएम में।