本文作者狄勇、錢昭媛，原載于無(wú)線電雜志，已獲原作者授權(quán)轉(zhuǎn)載。

NCP疫情硬生生把一群創(chuàng)客按在了家里玩板子，于是DF的Rocekts在掌控板教學(xué)群提議大家可以做一個(gè)通過(guò)人臉識(shí)別自動(dòng)跟蹤測(cè)溫的裝置。恰好春節(jié)前收到了被昵稱為“二哈”的HuskyLens人工智能攝像頭，手頭也儲(chǔ)備有MLX90614紅外測(cè)溫模塊，說(shuō)干就干，取消了在家葛優(yōu)躺為國(guó)做貢獻(xiàn)的計(jì)劃，想用創(chuàng)客的方式為抗擊疫情盡一份綿薄之力。

原料清單

掌控板 ×1

micro:bit掌控I/O擴(kuò)展板 ×1

迷你2自由度云臺(tái) ×1

Gravity: HUSKYLENS——人工智能攝像頭 ×1

MLX90614非接觸式紅外溫度傳感器 ×1

 

   

  

  

結(jié)構(gòu)搭建

DF的這款迷你2自由度云臺(tái)采用卡扣方式安裝攝像頭，但不知是為哪款攝像頭度身定制的，反正二哈的狗頭你是摁不進(jìn)去的。于是我設(shè)計(jì)一個(gè)匹配云臺(tái)原始安裝位的轉(zhuǎn)接件，方便轉(zhuǎn)接DF為HuskyLens配套的固定支架或加高支架，實(shí)現(xiàn)無(wú)損安裝。

  

  

另外還需要給云臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)三腳架轉(zhuǎn)接板，以便安裝到三腳架上。

  

  

安裝螺絲來(lái)自前幾日拆的WD移動(dòng)硬盤。

  

嚴(yán)絲合縫的感覺(jué)令人愉悅。

  

  

用mind+添加傳感器時(shí)，看到二哈居然是戴著頭套的！覺(jué)得這才是HuskyLens應(yīng)有的腔調(diào)，于是還給它度身定制了一個(gè)頭套。

  

  

  

上述結(jié)構(gòu)件其實(shí)是節(jié)前制作的，因?yàn)橐咔槌鋈氩槐?，后期宅家沒(méi)有別的材料和設(shè)備可以來(lái)加工支架，要加裝MLX90614傳感器，只能暫時(shí)利用哈士奇配套支架的螺孔，配合墊片配平左右銅柱高度。

  

  

上圖為安裝完的MLX90614傳感器的特寫，有條件的話應(yīng)該打印一個(gè)支架，安裝到攝像頭上方。這樣實(shí)際使用時(shí)，更容易對(duì)準(zhǔn)測(cè)溫對(duì)象額頭。

線路連接

引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系參見(jiàn)下表.

  

恰好DF的這款I(lǐng)/O擴(kuò)展板有兩個(gè)I2C接口，一個(gè)用于連接哈士奇，一個(gè)用于連接溫度傳感器。連線示意圖如下所示。

  

程序設(shè)計(jì)

作為教書匠，首先想到的項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景自然是校園。但凡流行病爆發(fā)，學(xué)校會(huì)要求各班例行晨檢，給每個(gè)學(xué)生測(cè)量體溫。這事確實(shí)要緊，但又實(shí)在繁瑣，所以功能上一定要有關(guān)聯(lián)學(xué)號(hào)的數(shù)據(jù)匯總功能以便給班主任們減負(fù)?；谶@樣的需求，結(jié)合SIoT會(huì)是個(gè)好選擇。

人臉跟蹤方面，主要用到了下面這個(gè)積木。

  

我們劃定了一個(gè)10*4像素的目標(biāo)區(qū)域：

  

當(dāng)對(duì)象方框中心點(diǎn)位于下圖黃色高亮區(qū)域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為人臉已被鎖定，可以測(cè)溫。

  

經(jīng)考證，正常人體溫應(yīng)低于37.2℃。不過(guò)這是指口腔溫度，正常的額溫還要考究下，暫且將測(cè)溫結(jié)果提示功能設(shè)定為:

低于或等于37.2℃亮綠燈；

高于37.2℃亮1盞紅燈；

高于38℃亮2盞紅燈；

高于38.5℃亮3盞紅燈；

相應(yīng)的還有警示音強(qiáng)化提醒。

程序流程和代碼如下所示。

認(rèn)識(shí)測(cè)溫對(duì)象

接下來(lái)我們要讓二哈認(rèn)識(shí)下測(cè)溫對(duì)象。

  

HuskyLens機(jī)身一共有兩個(gè)按鍵，一個(gè)是學(xué)習(xí)鍵，一個(gè)按照DF的說(shuō)法叫功能鍵。不過(guò)我們用著這個(gè)功能鍵特別像特麗瓏顯像管風(fēng)靡時(shí)期美格顯示器的“單鍵飛梭”，就叫它飛梭鍵吧，飛梭鍵有三個(gè)方向可以操作，可以方便選擇菜單內(nèi)容并確定。

  

下面介紹下識(shí)別多個(gè)人臉的操作步驟。

  

通過(guò)飛梭鍵，在設(shè)置菜單中，打開(kāi)“學(xué)習(xí)多個(gè)”選項(xiàng)。

  

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)置合適的人臉識(shí)別閾值。閾值越高，通過(guò)率和誤識(shí)率越低，閾值越低，通過(guò)率和誤識(shí)率越高。

  

完成后記得保存設(shè)置。

  

按壓一次學(xué)習(xí)鍵，進(jìn)入學(xué)習(xí)模式。

如果先前有錄入過(guò)人臉數(shù)據(jù)，需要按兩次學(xué)習(xí)鍵清除記錄。

  

屏幕會(huì)自動(dòng)框選出檢測(cè)到的人臉。

按壓學(xué)習(xí)鍵，不要松開(kāi)，將十字準(zhǔn)星對(duì)準(zhǔn)人臉，調(diào)整識(shí)別對(duì)象的角度，讓二哈錄入該對(duì)象各個(gè)角度的信息。

  

完成后釋放學(xué)習(xí)鍵，在倒計(jì)時(shí)結(jié)束前再按一次學(xué)習(xí)鍵，參考上述步驟繼續(xù)錄入下一個(gè)人臉信息。

  

最后我們?cè)谝欢淹媾贾刑暨x了四個(gè)小伙伴參與實(shí)驗(yàn)，每個(gè)ID對(duì)應(yīng)學(xué)號(hào)。

測(cè)試

終于到了關(guān)門放二哈的時(shí)候了！疫情面前，使命必達(dá)。

  

  

初始化HuskyLens、WIFI、MQTT，完成后顯示環(huán)境溫度供參考。

  

測(cè)溫開(kāi)始后，攝像頭會(huì)隨著舵機(jī)的工作自動(dòng)追蹤測(cè)溫對(duì)象。當(dāng)對(duì)象臉部方框進(jìn)入屏幕中心位置，裝置會(huì)鎖定測(cè)溫，并進(jìn)行聲光提示，上傳數(shù)據(jù)到SIoT。

畢竟不是活體，前三位塑料同學(xué)的體溫，基本就是環(huán)境溫度。

  

  

  

4號(hào)是櫻桃小丸子同學(xué)，再不發(fā)燒就沒(méi)樣本了，只能下黑手，拿杯溫水擋在前面。一露腦袋——39.05，速速拉去隔離！

  

打開(kāi)SIoT后臺(tái)，可以看到裝置上傳的數(shù)據(jù)。

  

項(xiàng)目小結(jié)

說(shuō)實(shí)話，在精度、可靠性方面這個(gè)項(xiàng)目遠(yuǎn)不夠完善，若要規(guī)模應(yīng)用更是問(wèn)題多多。但作為一個(gè)創(chuàng)意原型，對(duì)于功能的展示還是明晰的。如果有企業(yè)可以將這個(gè)創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成可靠的產(chǎn)品，并且接駁教育通等智慧校園平臺(tái)，關(guān)聯(lián)學(xué)生的考勤、請(qǐng)假系統(tǒng)，一定能給學(xué)校的管理工作提效減負(fù)。

通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，我們也可以看到，與市面上其他人工智能攝像頭相比，HuskyLens自帶屏幕，設(shè)置、學(xué)習(xí)等操作都可以直接在傳感器上自助完成。創(chuàng)客們只要活用模塊輸出的結(jié)果，即可輕松進(jìn)行融合AI技術(shù)的創(chuàng)造。技術(shù)的門檻，再次消融！

本文作者狄勇、錢昭媛，原載于無(wú)線電雜志，已獲原作者授權(quán)轉(zhuǎn)載。