Sledovanie pohybu ľudského oka: 6 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Cieľom tohto projektu je zachytiť pohyb ľudského oka a zobraziť jeho pohyb na sérii LED svetiel, ktoré sú umiestnené v tvare oka. Tento typ projektu by potenciálne mohol mať mnoho využití v oblasti robotiky a konkrétne humanoidov. Osoba by napríklad mohla premietnuť svoje oči na tvár robota, ktorý interaguje s inými ľuďmi na akýkoľvek účel. To môže robotovi dodať živší vzhľad, pretože oči napodobňujú niečí skutočný pohyb očí. Tento projekt zahŕňa iba zobrazenie jedného ľudského oka na LED oko, takže som nadšený, keď vidím, aké ďalšie nápady majú ľudia na ďalší pokrok v tomto projekte.

Zásoby

1. Doska Arduino Uno (nezabudnite si kúpiť kábel USB na pripojenie k počítaču)

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

2. Breadboard (nepotrebujete príliš veľký; uľahčuje pripojenie vodičov)

www.pololu.com/product/351

3. Doplnok batohu Adafruit LiIon/LiPoly pre Pro Trinket/ItsyBitsy a 3,7 V batériu

www.adafruit.com/product/2124

4. NeoPixel LED Strip (kúpte si celý kotúč)

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

5. Senzor odrazivosti QTR-1A

www.pololu.com/product/2458

6. Balíček vodičov: samec/samec (uľahčuje spájanie komponentov)

www.adafruit.com/product/759

7. Akýkoľvek rám okuliarov (okuliare, slnečné okuliare atď., Odkaz na obrázky)

Krok 1: Rozložte a zapojte LED diódy do tvaru oka

Na základe obrázkov pripojených k tomuto kroku zapojte diódy LED v uvedenom poradí. LED diódy je možné položiť naplocho na povrch alebo pripevniť páskou k sférickému predmetu, aby lepšie predstavovali skutočnú očnú guľu.

Krok 2: Napíšte kód Arduino a nahrajte ho na tabuľu

Priložený súbor pre tento krok obsahuje všetok kód potrebný na zobrazenie pohybu očí na diódach LED. Kód obsahuje dve knižnice, ktoré nájdete v nižšie uvedených odkazoch na Github. Hrajte sa s kódom a zistite, aké ďalšie skvelé funkcie je možné implantovať. Akonáhle je kód dokončený, uistite sa, že sa skomplikuje, a potom ho nahrajte na dosku Arduino Uno.

QTRsensors.h:

Adafruit_NeoPixel.h:

Vysvetlenie kódu:

Keď sa clona priblíži k jednému senzoru, odrazené svetlo sa zníži a hodnota senzora sa zvýši. Naopak, keď sa clona pohne, odrazené svetlo sa zvýši a hodnota senzora fotoreflektora sa zníži. Pohyb zrenice LED diódy vpravo a vľavo sníma zvýšenie a zníženie jednej hodnoty senzora a riadi ho. Keď bliká, obidve hodnoty snímača sa znížia, takže ak sa súčasne znížia obidve hodnoty snímačov, očné viečka očnej gule LED klesnú.

Krok 3: Pripojte senzory/komponenty

Na základe priloženého obrázku zapojte každý komponent do dosky Arduino Uno. Na zjednodušenie spojení je možné použiť nepájivú dosku, nie je to však nevyhnutné. Funguje aj spájkovanie vodičov s komponentmi.

Krok 4: Pripojte senzory/vodiče k okuliarom

Dva snímače QTR - 1A sú umiestnené vo vzdialenosti približne šírky oka na jednej z šošoviek okuliarov. Toto je jediný kus zariadenia, ktorý musí byť na tomto mieste. Ostatné je možné k okuliarom pripevniť ľubovoľne. Nezabudnite, že senzory musia byť umiestnené na šošovke pred okom. Podľa toho, ako sa tvárové štruktúry rôznych ľudí hodia k okuliarom, môžu byť potrebné určité drobné polohové úpravy.

Krok 5: Videoprezentácia projektu

Toto je video z mojej prezentácie projektu mojej triede humanoidov na univerzite Carnegie Mellon. Vo videu rozoberám časť inšpirácie a účelu projektu. Okrem toho vysvetľujem podrobnosti o tom, ako sa má projekt dokončiť, a tiež vysvetľujem časť kódu Arduino. Na konci videa tiež ukazujem, ako by mal vyzerať konečný výsledok projektu.

Krok 6: Ako zlepšiť svoje výsledky

Ak hľadáte skutočnú výzvu, vrelo odporúčam vziať si tento projekt a skúsiť niečo trochu iné, aby ste ho vylepšili/doplnili. Tento projekt je skvelým východiskovým bodom pre ambicióznejšie a náročnejšie nápady na projekty. Pre ľudí, ktorí majú záujem posunúť tento projekt na ďalšiu úroveň, som premýšľal o niekoľkých spôsoboch, ako to urobiť. Tieto nápady uvediem nižšie:

1. Duplikujte tento projekt na druhú šošovku, aby sa obe ľudské očné buľvy mohli zobraziť na dve sady diód LED.

2. Pridanie k myšlienke č. 1, ale potom vymyslite spôsob, ako premietnuť pohyb úst na diódy LED.

3. Pridanie k myšlienke č. 2, ale potom zistite, ako premietnuť celú tvár na sadu diód LED (oči, ústa, nos, obočie)

4. Nájdite inú časť ľudského tela, ktorej pohyb je možné snímať a potom zobraziť na diódy LED (pohyb ruky, pohyb paží atď.)