這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

PixyMon 和 Arduino

該項(xiàng)目的目標(biāo)是向您介紹CMUcam5 Pixy，并展示如何在您自己DIY的項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)相機(jī)功能，您會(huì)發(fā)現(xiàn)即使對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)（比如輪式自主機(jī)器人）來(lái)說(shuō)，這也是非常簡(jiǎn)單易執(zhí)行的操作。Pixy是一種靈活、緊湊、可調(diào)節(jié)且易于設(shè)置的相機(jī)傳感器，能夠檢測(cè)并傳遞某些類(lèi)型對(duì)象的信息。我們將介紹有關(guān)相機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，并了解在Pixy和Arduino之間進(jìn)行通信的一般方法。

硬件

Arduino Uno (您可以使用任何 Arduino)

CMUcam5 Pixy 相機(jī)

伺服電機(jī) (S06NF)

一小塊木頭（用來(lái)將相機(jī)安裝到伺服上, 我將只使用螺絲安裝）

線纜 （用于相機(jī)USB MINI 以及Uno USB B）

用于伺服的外接5V電源（警告！如果您將伺服連接到您的Arduino上，并通過(guò)USB供電，您的 Arduino將會(huì)被燒壞）。

軟件

Arduino IDE 1.6.9

PixyMon 軟件

用于Arduino的PixyMon庫(kù)

圖1：CMUcam5 Pixy相機(jī)

CMUcam5 Pixy是一款小型、易于操作、成本低且開(kāi)源的相機(jī)。它擁有獨(dú)立的處理器，每秒可對(duì)探測(cè)到的信息進(jìn)行50次輸出。它還可以與Arduino、Raspberry Pi等連接。CMUcam5 Pixy使用非常常見(jiàn)的接口，例如SPI、12C、UART以及USB，并且具有一個(gè)自定義程序，可讓您連接到您的設(shè)備上，點(diǎn)擊此處可以免費(fèi)下載。

設(shè)置Pixy

點(diǎn)擊此處下載軟件PixyMon并安裝。安裝時(shí)，請(qǐng)通過(guò)USB連接Pixy，然后檢查RGB Led燈是否亮起。

打開(kāi)PixyMon，并確保Pixy是通過(guò)USB進(jìn)行連接的。如果所有連接正確，它將輸出相機(jī)所“看到”的內(nèi)容。例如，我放置了一個(gè)紫色的蓋子作為測(cè)試對(duì)象，來(lái)檢查Pixy相機(jī)的輸出。

圖2：Pixy Raw輸出圖像

進(jìn)入“Action”子菜單，并點(diǎn)擊“Set Signature 1”，視頻將會(huì)停滯，您可以選擇想要用相機(jī)檢測(cè)的顏色/對(duì)象。

標(biāo)記好顏色/對(duì)象后，視頻將會(huì)開(kāi)始播放，并且相機(jī)傳感器將會(huì)對(duì)顏色/對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，如圖3所示。在同一時(shí)間，您最多可以設(shè)置7個(gè)想要檢測(cè)的對(duì)象/顏色。如果您進(jìn)行了正確標(biāo)記，并且設(shè)置了視野范圍，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)對(duì)象/顏色的檢測(cè)。

圖3：Pixy檢測(cè)下的視圖

如果想要清除預(yù)設(shè)標(biāo)記，您可以點(diǎn)擊Action -> Clear All Signatures，直接清除所有標(biāo)記 ，或者選擇Clear Signature 來(lái)對(duì)標(biāo)記一一清除（在控制頁(yè)面輸入標(biāo)記編號(hào)）。

點(diǎn)擊Settings -> Signature 1進(jìn)行調(diào)整，您可以修改Pixy視野尺寸的大小。

其他設(shè)置（File -> Configure）

通過(guò)更改相機(jī)亮度，您可以在黑暗環(huán)境中進(jìn)行信息探測(cè)。

在 Camera 選項(xiàng)中，您可以調(diào)整白平衡，這非常有用。

使用 Action -> Default 程序，您將只看到所檢測(cè)到的顏色，沒(méi)有視頻輸出。

有一個(gè)專(zhuān)用于在您的Arduino上使用Pixy的自定義庫(kù)。我使用的是Arduino Uno，但是您可以使用任何版本。這個(gè)庫(kù)非常有用，不僅為初學(xué)者提供了簡(jiǎn)單的示例，也為專(zhuān)家提供了絕佳的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

首先，我們要設(shè)置一個(gè)檢測(cè)對(duì)象，類(lèi)似于我們之前在設(shè)置相機(jī)時(shí)所進(jìn)行的操作。

點(diǎn)擊此處下載Arduino庫(kù)（在“Arduino libraries and examples ”文件夾下）。[https://www.cmucam.org/attachments/download/1157/arduino_pixy-0.1.7.zip]。這將實(shí)現(xiàn)您的Arduino和Pixy相機(jī)之間的通信。然后，將其添加到Arduino IDE（Sketch -> Include Library -> Add .zip Library）。

點(diǎn)擊Example->Pixy->hello_world，打開(kāi)一個(gè)名稱(chēng)為hello_world的簡(jiǎn)單示例。

將其上傳到您的開(kāi)發(fā)板上，并打開(kāi)終端（Tools -> Serial Monitor）。

此時(shí)，您將看到一條信息，顯示“Starting… ”，然后將顯示有關(guān)檢測(cè)到的對(duì)象的信息。

hello_world代碼釋義

在 setup() 函數(shù)中，對(duì)編號(hào)和pixy進(jìn)行初始化和相關(guān)設(shè)置。

loop() 函數(shù)包含幾個(gè)變量，這些變量用于打印以及從pixy獲取模塊。使用 pixy.getBlocks() 函數(shù)，我們可以獲取檢測(cè)到的對(duì)象。if (i%50==0) 代碼可以用來(lái)設(shè)置我們想要獲取信息的FPS。如果我們想要每秒鐘獲取一條信息，就要寫(xiě) %1 而不是 %50。

/*
 *  explaining the (((pixy.blocks[j].x)/2)+10)-60
 *  with pixy.blocks[j].x we get the x position of the object detected
 *  we divide it because the max value it can read is 320
 *  I did the + 10 for small adjustments 
 *  the -60 is used for rotating away from the object
 */
 
#include 
#include 
 
Servo myservo;  // create servo object to control a servo
Pixy pixy;  	// create pixy object for controlling the pixy camera
 
// function for testing the servo
void test_camera(){ 
  myservo.write(0);
  delay(1000);
  myservo.write(90);
  delay(1000);
  myservo.write(180);
  delay(1000);
  myservo.write(90); // get the camera centered
}
 
void setup() {
  //Serial.begin(9600); // initialize serial
  myservo.attach(9);	// attaches the servo on pin 9 to the servo object
  test_camera();    	// executing testing for the servo
  pixy.init();      	// initing the pixy camera
}
 
void loop() {
  //variables
  static int i = 0;
  int j;
  uint16_t blocks;
  char buf[32]; 
  int32_t xpos;
  
  // grabing the blocks
  blocks = pixy.getBlocks();
  
  // If there are detect blocks
  if (blocks)
  {
	i++;
 
	// we are using 50FPS 
	if (i%50==0)
	{
  	sprintf(buf, "Detected %d:n", blocks);
  	for (j=0; j 180 || ((((pixy.blocks[j].x)/2)+10)-60) < 0 ) 
    	{
      	myservo.write(90);  // if at min or max go to the middle
    	}
    	else{
 
    	// if there is no problem with min and max
    	myservo.write((((pixy.blocks[j].x)/2)+10)-60);
    	}
  	}
	}
  }
}

sprintf(buf, “Detected %d:n”, blocks); 輸出由ID檢測(cè)到的當(dāng)前對(duì)象，并將必要的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)。在for循環(huán)中，我們將會(huì)獲得所有類(lèi)型的信息，包括檢測(cè)對(duì)象、寬度、高度、x、y以及標(biāo)記信息。

通過(guò)伺服進(jìn)行控制

現(xiàn)在，Pixy已經(jīng)成功連接到了Arduino，我將做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，將Pixy連接到伺服，并且在相機(jī)“看到“某種類(lèi)型的顏色/對(duì)象時(shí)讓伺服控制離開(kāi)。

在本實(shí)驗(yàn)中，我將把Pixy的檢測(cè)對(duì)象設(shè)置為圓形紫色容器，然后進(jìn)行編程，這樣一來(lái)，每當(dāng)這種容器進(jìn)入相機(jī)的視野，伺服就會(huì)控制離開(kāi)這個(gè)物體。

裝置結(jié)構(gòu)：

圖4：已完成的裝置結(jié)構(gòu)

我使用的是S06NF伺服，并且用小螺絲釘將伺服連接到相機(jī)上，如圖5所示。

圖5：相機(jī)與伺服電機(jī)連接

對(duì)于硬件部分，僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的接線。將SPI線纜連接到相機(jī)上，將伺服與Arduino連接。我使用引腳9來(lái)控制伺服。

圖6：接線圖

警告！

不要忘記連接GND。如果您沒(méi)有將電源、伺服和Arduino GND連接在一起，伺服器將會(huì)奔潰！

這里，我使用的是用于5V電源的舊型適配器。

總結(jié)

在本教程中，我們介紹了PixyMon相機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，并且開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的伺服驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。我們創(chuàng)建了一個(gè)會(huì)離開(kāi)檢測(cè)對(duì)象而不是對(duì)象追蹤的系統(tǒng)。在第二部分中，我們會(huì)繼續(xù)深入拓展這個(gè)理念，開(kāi)發(fā)出一種具有多個(gè)伺服的交互系統(tǒng)，通過(guò)將一個(gè)球作為對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)桌子方位的控制。

如果您有任何意見(jiàn)或疑問(wèn)，請(qǐng)?jiān)贕oogle +上留言，并關(guān)注我們的動(dòng)態(tài)。

繼續(xù)閱讀本文的第二部分 >

審核編輯黃宇