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[硬件与DIY] 用腾讯优图AI视觉模组做一个驾驶疲劳监测仪

2019-8-16 11:47:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 azxyqcr 于 2019-8-16 12:01 编辑

道路千万条,安全第一条,相信每个人都是牢记于心的,“喝酒不开车,开车不喝酒”其实不难,难的是防范始料未及的事件,疲倦就是众多始料未及事件中,杀伤力稳居前排的,前一秒心里还在想坚持坚持,下一秒可能就失去了意识。相信每个人都体会过,自制力在睡神的面前,是多么的无力,想着躺一会儿爬起来洗脸,结果醒来天都亮了,千万不要在犯困的时候高估自己的毅力~

Murphy's Law表明,只要一件事发生的概率大于零,给足够长的时间,这件事就一定会发生。所以近年来高配版的豪车,应用了各种辅助驾驶的技术来应对这些情况,比如主动刹车系统、车道偏离预警、驾驶员监测系统(DMS)等等,这些高大上的技术中,有没有那一个我们可以DIY一下,给自己的爱车升个级呢?

还真可以!近年来,人工智能技术已经发展到了超出想象的地步,以前觉得手写识别、语音输入、人脸识别就是很神奇的东西了,现在出现了一种脸部关键点定位的技术,能把五官轮廓都给精确的定位出来。每只眼睛能通过9个坐标点,标出眼睑、瞳孔的位置,这简直太适合用来监测犯困了!

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用人工智能进行分析,算法的计算量一般都很大,以前用树莓派3B跑过人脸检测,用OpenCV的Haar Cascades算法,要160多毫秒才能跑完一帧人脸检测。如果用效果更好的深度神经网络模型,比如通过ncnn加速框架跑MobileNet-SSD模型,则需要260多毫秒,再跑一个关键点定位模型估计还要几十毫秒,整体帧率就只有3fps了。

是时候请出一个神奇的模块了,他内置了一颗AI加速芯片,单周期可以运行512次乘加运算,硬件支持卷积、池化、全连接等操作,还带了两颗手机摄像头模组,直接能对拍到的图像跑




    AI算法进行分析,通过UART输出分析后的结果,非常有意思!
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目前VisionSeed模块提供的算法有:人脸检测、90点关键点定位、姿态角解算、人脸识别,还能够把自己训练的模型下载到模块上的AI芯片中运行。

我们先通过腾讯提供的PC端配置工具,看看模块上的AI算法输出的信息:

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通过USB把VisionSeed连上电脑后,识别出来一个video0设备和ttyACM0设备,用配置工具打开ttyACM0,就能源源不断的获取到实时分析数据了,左下角马上显示出了我的脸部关键点,随着我眨眼、摇头、张嘴,这个虚拟的小人也跟着变化,数据可视化界面上,选择“左眼开闭”,曲线就开始滚动起来了,我每次眨眼,曲线就出现一个向下的尖峰,如果闭眼,曲线就稳定在0.05以下的位置,非常灵敏!

我们要把这个模组装到车上,当检测到闭眼的时候输出报警声。因为AI芯片上不能运行程序,所以需要一个单片机,这次我们用10块钱的STM32来运行报警的逻辑。

要怎么在STM32上获取到AI分析的结果呢?看了一下VisionSeed的文档,中间金黄色的FPC软排线里有UART接口,我们只需要把左边的那个接口板用个单片机替换掉,直接通过FPC座接到VisionSeed上,就能在STM32单片机上拿到结果了。

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我们选择STM32F103来运行报警逻辑,通过串口0连接VisionSeed,串口1用来控制MP3模块发出报警声,PC13连接一个状态指示灯,原理图还是很简单的:


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开始画板,右侧通过0.5mm间距的30pin连接器和VisionSeed相连;下方的Micro-USB接口供电,同时导出了VisionSeed的USB信号,可以方便调试;中间是STM32F103C8T6单片机;上方的4pin接口是ST-Link烧录口;左侧背面是一个3.5mm音频接口,用来向音箱输出报警声;正面还叠加了一个串口控制的MP3播放模块,布局是相当紧凑了。

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导出gerber文件到工厂做板,三天后板子到手:

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焊接元器件,推荐使用回流焊工艺,做PCB的时候加30元做一个钢网,就可以方便的手工印刷锡膏,把元器件放到焊盘上,送进烤箱,没错,家里烤面包的烤箱就可以!温度设定到250℃,看着锡膏完全融化后断电,一个个完美的焊点就出现了:

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再用电烙铁焊上MP3模块:

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最后要装到VisionSeed上。利用VisionSeed自带的散热片,结构稳固而紧凑。先拆掉左侧的接口板:

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换上我们做好的单片机:

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开始调试STM32程序。VisionSeed提供了开源的C++、Python、js的SDK,提供数据解析,直接就能得到人脸框、90个关键点的坐标。短短数十行代码,我们就完成了对双眼18个点的坐标分析,进而判断闭眼是不是超过了安全的时间:

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通过ST-Link把程序下载到单片机中,然后把模组装到方向盘后,接上5v供电和音箱,坐上驾驶座,闭上眼睛,当当当——警铃大作,开车再也不怕犯困啦!

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后记:
VisionSeed不仅仅是个集成了摄像头+AI芯片的模块,AI算法才是效果的保证,他内置了腾讯优图的算法,效果过硬,一直处于业界领先地位,以前一般在腾讯内部产品中应用,比如微信刷脸支付。现在通过VisionSeed人工智能视觉模块,开放给外界,你我也能接触到世界一流的腾讯人工智能算法,甚至能应用在自己的产品中,实在是非常开心。相信腾讯的开放,会惠及更多创业者和爱好者们。
另外,模块内还包括了人脸识别功能,通过附带工具软件管理数据库,能够实时离线识别库中的身份,非常强大,能做出很多有意思的东西,等你一起来探索!

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阅读原文可购买腾讯优图AI视觉模组VisionSeed,如果缺货也可以下单,按下单顺序优先发货哦
https://m.szlcsc.com/product-detail?productId=385377

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 楼主| 2019-8-22 16:12:06 | 显示全部楼层
VisionSeed 1.1.0版本发布了,本次更新主要功能提供了1:N识别能力,还增加了数据可视化和人脸库管理功能,通过本工具,可以将您的VisionSeed升级到新版固件。地址: visionseed.youtu.qq.com
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 楼主| 2019-8-23 16:49:12 | 显示全部楼层
VisionSeed不仅集成了摄像头+AI芯片的模块,他内置了腾讯优图的算法,提供1:N识别能力,本地3000级别人库管理功能且数据可视化,提供脸部姿态,面部90个配准点等接口,使用场景广泛,有兴趣可以看看:visionseed.youtu.qq.com。
下单顺序优先发货哦:https://m.szlcsc.com/product-detail?productId=385377
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2019-8-24 11:40:05 | 显示全部楼层
感谢群主666
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 楼主| 2019-8-26 10:19:31 | 显示全部楼层

需要的话可以看看立创商城已经上线了
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 楼主| 2019-8-26 10:20:08 | 显示全部楼层
VisionSeed是一个融合AI算法+运算能力+摄像头为一体的硬件模组,开发者通过VisionSeed可轻松使用优图人脸检测、识别、配准、姿态、属性等算法能力,创造性完成创新产品的研发。使用场景广泛,有兴趣可以看看:visionseed.youtu.qq.com。
VisionSeed立创商城购买网站:https://item.szlcsc.com/385377.html
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2019-8-26 16:00:27 | 显示全部楼层
感谢大佬分享,受益颇多
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 楼主| 2019-8-26 18:01:22 | 显示全部楼层
zhuolingmin 发表于 2019-8-26 16:00
感谢大佬分享,受益颇多

不客气
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 楼主| 2019-8-27 10:35:49 | 显示全部楼层
VisionSeed会加入自定义模型的能力,可以放自己训练的模型上来(但支持的模型结构可能是有限的)
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 楼主| 2019-8-28 17:59:02 | 显示全部楼层
VisionSeed的参数信息
QQ截图20190828175519.png
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