Processing OpenCV ile Yüzünüzü Takip Eden PanTilt Kamera Projesi

Opencv kütüphanesi sayesinde, kamera sistemleri akıllı hale gelmektedir. Bu projede de processing opencv kullanarak yüz algılama yapıp, arduino üzerinden pantilt mekanizmasını hareketi ile kameranın yüzü takip etmesini sağlayacağız.

Projeyi Satın Al

veya

Pantilt Servo Motor Setini Satın Al

Malzemeler;

1. Arduino

2. Pan-tilt mekanizması >> Satın Al

3. 2 Adet Servo Motor

4. Webcam

Devre Şeması:

Arduino Kodu:

#include <Servo.h>

char tilt_kimlik=0, pan_kimlik=1;
char val;
Servo panservo;
Servo tiltservo;
int pan_pin = 8,tilt_pin = 9;
char pan,tilt;
int pan_derece, tilt_derece;
void setup(){
Serial.begin(57600);
panservo.attach(pan_pin);
tiltservo.attach(tilt_pin);
panservo.write(90);
tiltservo.write(90);
}

void loop(){
while(Serial.available() <=0); //Seri bağlantı noktasında bir karakter bekle.
val = Serial.read(); //Seri bağlantı noktasından karakteri değişkene kopyala
if(val == tilt_kimlik){ //Karakterin tilt servo kimliği olup olmadığını kontrol et
while(Serial.available() <=0); //Seri bağlantı noktasından ikinci komut baytını bekle.
tilt_derece=Serial.read();//Seri bağlantı noktasından karakteri değişkene kopyala
tiltservo.write(tilt_derece); //Tilt servo konumunu, seri porttan alınan ikinci komut baytının değerine ayarla.
}
else if(val == pan_kimlik){ //İlk seri karakterin pan servo için servo kimliği olup olmadığını kontrol et.
while(Serial.available() <= 0); //Seri bağlantı noktasından ikinci komut baytını bekle.
pan_derece=Serial.read(); //Seri bağlantı noktasından karakteri değişkene kopyala
panservo.write(pan_derece); //Pan servo konumunu, seri porttan alınan ikinci komut baytının değerine ayarla.
}

}

Processing Kodu:

import hypermedia.video.*; //Web kamerasından görüntü yakalamak için video kütüphanesi
import java.awt.Rectangle; //Yüz koordinatlarını takip eden dikdörtgen sınıfı.
import processing.serial.*; //Arduino ile iletişim kurmak için bağlantı kütüphanesi

OpenCV opencv; //Bir OpenCV nesnesi oluşturulur

//Ekran Boyutu Parametreleri
int width = 320;
int height = 240;

// Kontrast / parlaklık değerleri
int Kontrast_degeri = 0;
int Parlaklik_degeri = 0;

Serial port; // Seri bağlantı noktası

//Mevcut servo konumlarını takip etmek için değişkenler.
char Servo_Tilt_Pozisyon = 90;
char Servo_Pan_Pozisyon = 90;
//Arduino seri komut arabirimi için pan / tilt servo kimlikleri.
char Tilt_Servo_Kimlik = 0;
char Pan_Servo_Kimlik = 1;

//Bu değişkenler, algılanan yüzün ortası için x ve y konumunu tutar.
int Yuz_Y_Orta_Konumu=0;
int Yuz_X_Orta_Konumu=0;

//Ekranın ortasına karşılık gelen değişkenler
// bu değişkenler midFace değerleriyle karşılaştırılacaktır
int Ekran_Y_Orta_Konumu = (height/2);
int Ekran_X_Orta_Konumu = (width/2);
int Orta_Ekran_Penceresi = 10; //Ekranın ortası için kabul edilebilir hata değeri

//Pozisyonu güncelleştirdiğimiz her sefer servoya uygulanacak değişim derecesi.
int Adim_Derecesi=1;

void setup() {
//Ekran için bir pencere oluşturur
size( width, height );

opencv = new OpenCV( this );
opencv.capture( width, height ); // Açık video akışı

//ön yüz tespiti: haarcascade_frontalface_alt.xml dosyası için aşağıdaki gibi sizdeki dosya konumunu yazın.
opencv.cascade( "C:/Users/sezgin/Documents/Processing/libraries/opencv/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml" );

//Port noktası ve iletişim hızı seçimi
port = new Serial(this,"COM1", 57600);

println( "Kontrastı değiştirmek için bu ekran penceresinin içinde X ekseni üzerine fareyi sürükleyin." );
println( "Parlaklığı değiştirmek için bu ekran penceresinin içinde Y ekseni üzerine fareyi sürükleyin." );

//Cihazı düz ileri bakacak şekilde ayarlamak için 90 derecede pan / tilt açısını Arduino'ya gönderir.
port.write(Tilt_Servo_Kimlik); //Send the Tilt Servo ID
port.write(Servo_Tilt_Pozisyon); //Send the Tilt Position (currently 90 degrees)
port.write(Pan_Servo_Kimlik); //Send the Pan Servo ID
port.write(Servo_Pan_Pozisyon); //Send the Pan Position (currently 90 degrees)
}


public void stop() {
opencv.stop();
super.stop();
}



void draw() {
// yeni bir çerçeve yakalar
opencv.read();
//griye dönüştürür
opencv.convert( GRAY );
opencv.contrast( Kontrast_degeri );
opencv.brightness( Parlaklik_degeri );

// Işleme devam et
Rectangle[] faces = opencv.detect( 1.2, 2, OpenCV.HAAR_DO_CANNY_PRUNING, 40, 40 );

// Resmi görüntüle
image( opencv.image(), 0, 0 );

// Yüz bölgesi çizer
noFill();
stroke(255,0,0);
for( int i=0; i<faces.length; i++ ) {
rect( faces[i].x, faces[i].y, faces[i].width, faces[i].height );
}

//Herhangi bir yüz tespit edilmi kontrol et.
if(faces.length > 0){
// Bir yüz bulunursa, çerçevedeki ilk yüzün orta noktasını bulun.
// Buradaki .x ve .y kooordinatları dikdörtgenin sol üst köşesine karşılık gelir,
// Böylece dikdörtgenin orta noktasını bulmak için bu değerleri işlenir.
Yuz_Y_Orta_Konumu = faces[0].y + (faces[0].height/2);
Yuz_X_Orta_Konumu = faces[0].x + (faces[0].width/2);

//Yüzdeki Y bileşeninin ekranın ortasından aşağıda olup olmadığını kontrol et.
if(Yuz_Y_Orta_Konumu < (Ekran_Y_Orta_Konumu - Orta_Ekran_Penceresi)){
if(Servo_Tilt_Pozisyon >= 5)Servo_Tilt_Pozisyon -= Adim_Derecesi; // Ekranın ortasındaysa, tilt servosunu indirmek için tiit açısını birer derece azalt.
}
//Yüzdeki Y bileşeninin ekranın ortasından yukarıda olup olmadığını kontrol et.
else if(Yuz_Y_Orta_Konumu > (Ekran_Y_Orta_Konumu + Orta_Ekran_Penceresi)){
if(Servo_Tilt_Pozisyon <= 175)Servo_Tilt_Pozisyon +=Adim_Derecesi; //Tilt servo açısını birer derece arttır.
}
//Yüzün X bileşeni, ekranın ortasının solunda olup olmadığını kontrol et.
if(Yuz_X_Orta_Konumu < (Ekran_X_Orta_Konumu - Orta_Ekran_Penceresi)){
if(Servo_Pan_Pozisyon >= 5)Servo_Pan_Pozisyon -= Adim_Derecesi; //Servoyu sola hareket ettirmek için pan açısını birer derece azalt.
}
//Yüzdeki X bileşeninin ekranın sağında olup olmadığını kontrol et.
else if(Yuz_X_Orta_Konumu > (Ekran_X_Orta_Konumu + Orta_Ekran_Penceresi)){
if(Servo_Pan_Pozisyon <= 175)Servo_Pan_Pozisyon +=Adim_Derecesi; //Servoyu sağa hareket ettirmek için pan açısını birer derece arttır.
}

}
//Arduino'ya servo kimlik ve açılarını gönder
port.write(Tilt_Servo_Kimlik);
port.write(Servo_Tilt_Pozisyon);
port.write(Pan_Servo_Kimlik);
port.write(Servo_Pan_Pozisyon);

delay(1);
}



/**
* Ekrarnın Kontrast / parlaklık değerlerini değiştirir
*/
void mouseDragged() {
Kontrast_degeri = (int) map( mouseX, 0, width, -128, 128 );
Parlaklik_degeri = (int) map( mouseY, 0, width, -128, 128 );
}

Processing Opencv Ayarları

Proje aşağıdaki sürümler için sorunsuz çalışmaktadır.

• Processing 2.2.1 sürümünü indirelim.

• Opencv kütüphanesi linki>>

  http://ubaa.net/shared/processing/opencv/download/2.0/opencv_2.0b4.zip

• İndirdiğiniz kütüphaneyi processing programının sketchbook konumundaki library klasörüne atınız. Sketchbook konumunu processing programından File >> Preferences sekmesinden öğrenebilirsiniz.

• Processing kod kısmındaki şu satırı bulun.

opencv.cascade( "C:/Users/sezgin/Documents/Processing/libraries/opencv/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml" );

Burada “haarcascade_frontalface_alt.xml” dosya yolunu göstermeniz gerekiyor. Sizdeki dosya konumunu yukarıdaki yere yazınız.

Son olarak port = new Serial(this,”COM1″, 57600);  satırındaki com numarasına arduinonun bağlı olduğu port numarasını yazınız.

Bütün ayarları yaptıktan sonra arduinoyu bilgisayara takın. Arduino kodunu yükledikten sonra Processing programını çalıştırdığınızda kameranın yüzünüzü algıladığını göreceksiniz. Ekranda fareyi sağa sola ve yukarı aşağı hareket ettirerek, alınan görüntünün Kontrastını ve parlaklığını ayarlayıp, yüzünüzü daha doğru şekilde algılamasını sağlayabilirsiniz.