Charmed Labs Pixy 2.1 Robot Vision Bildsensor für LEGO

• Charmed Labs Pixy 2.1 Robot Vision Bildsensor für LEGO
• Kleiner und schneller (60 Bilder pro Sekunde) als der vorherige Pixy1
• Neuer Modus „Linienverfolgung“ mit benutzerdefinierten Algorithmen zum Erkennen und Verfolgen von Linien
• Verbesserte PixyMon-Software (PC/Mac/Linux-Anwendung)

Der Charmed Labs Pixy 2.1 Robot Vision Bildsensor für LEGO ist kleiner, schneller und leistungsfähiger als der ursprüngliche Pixy.

Pixy 2 kann lernen, Objekte zu erkennen, die Sie ihm beibringen, indem Sie einfach eine Taste drücken. Darüber hinaus verfügt es über neue Algorithmen, die Linien für die Verwendung mit linienverfolgenden Robotern erkennen und verfolgen. Die neuen Algorithmen können auch Kreuzungen und „Verkehrszeichen“ erkennen. Die Verkehrszeichen können Ihrem Roboter sagen, was er tun soll, z. B. links abbiegen, rechts abbiegen, langsamer fahren usw.

Und Pixy2 macht all dies mit 60 Bildern pro Sekunde, sodass auch Ihr Roboter schnell sein kann. Pixy2 wird mit einem speziellen Kabel zum direkten Anschluss an einen Arduino und einem USB-Kabel zum Anschluss an einen Raspberry Pi geliefert, sodass Sie schnell loslegen können. Kein Arduino oder Raspberry Pi? Kein Problem! Pixy2 verfügt über mehrere Schnittstellen (SPI, I2C, UART und USB) und einfache Kommunikation, sodass Ihr ausgewählter Controller in kurzer Zeit mit Pixy2 kommuniziert.

Breiteres Sichtfeld

Die neue Version 2.1 hat ein Sichtfeld von 80 Grad und bietet ein größeres Sichtfeld. Es gibt eine gewisse sphärische Verzerrung mit dem neuen Objektiv, das mit dem breiteren Sichtfeld ausgestattet ist.

Austauschbares Objektiv und einstellbarer Fokus

Der M12-Objektivanschluss ermöglicht den Austausch eines anderen Objektivs und verfügt über einen einstellbaren Fokus, der das Fokussieren auf Objekte in praktisch jeder Entfernung ermöglicht, einschließlich bis zu einer Entfernung von 0,25 Zoll.

Weniger chromatische Verzerrung und weniger Pixelrauschen

Das neue Objektiv hat praktisch keine chromatische Verzerrung an den Rändern, während die vorherige Pixy-Version eine messbare chromatische Verzerrung hatte.

Außerdem hat das neue Objektiv einen Blendenwert von 2,0 gegenüber dem vorherigen Objektiv, das einen Blendenwert von über 3,0 hatte. Dies bedeutet eine bessere Lichtsammelfähigkeit, mehr Signal und weniger Rauschen bei einer bestimmten Menge an Umgebungslicht. Weniger Rauschen bedeutet für diese neue Pixy-Version eine bessere Erkennungsgenauigkeit.

Wenn Sie möchten, dass Ihr Roboter eine Aufgabe ausführt, z. B. ein Objekt aufheben, einen Ball jagen, eine Ladestation finden usw., und Sie möchten, dass ein einziger Sensor all diese Aufgaben erfüllt, dann ist Vision Ihr Sensor. Vision-(Bild-)Sensoren sind nützlich, weil sie so flexibel sind. Mit dem richtigen Algorithmus kann ein Bildsensor praktisch alles erfassen oder erkennen.

Bildsensoren haben jedoch zwei Nachteile: 1) Sie geben viele Daten aus, Dutzende von Megabyte pro Sekunde, und 2) die Verarbeitung dieser Datenmenge kann viele Prozessoren überfordern. Und wenn der Prozessor mit den Daten Schritt halten kann, steht ein Großteil seiner Rechenleistung nicht für andere Aufgaben zur Verfügung.

Pixy2 geht diese Probleme an, indem es einen leistungsstarken dedizierten Prozessor mit dem Bildsensor koppelt. Pixy2 verarbeitet Bilder vom Bildsensor und sendet nur die nützlichen Informationen (z. B. lila Dinosaurier bei x = 54, y = 103 erkannt) an Ihren Mikrocontroller. Und das mit Bildrate (60 Hz). Die Informationen sind über eine von mehreren Schnittstellen verfügbar: UART seriell, SPI, I2C, USB oder digitaler/analoger Ausgang. So können Ihr Arduino oder andere Mikrocontroller problemlos mit Pixy2 kommunizieren und haben dennoch genügend CPU für andere Aufgaben zur Verfügung.

60 Bilder pro Sekunde
Was bedeutet „60 Bilder pro Sekunde“? Kurz gesagt, Pixy2 ist schnell. Pixy2 verarbeitet alle 1/60 Sekunden (16,7 Millisekunden) ein ganzes Bild. Das bedeutet, dass Sie alle 16,7 ms eine vollständige Aktualisierung der Positionen aller erkannten Objekte erhalten.

Bei dieser Rate ist es möglich, den Weg des fallenden/aufprallenden Balls zu verfolgen. (Ein Ball, der sich mit 40 mph bewegt, bewegt sich in 16,7 ms weniger als einen Fuß.) Wenn Ihr Roboter Linien folgt, bewegt sich Ihr Roboter normalerweise einen kleinen Bruchteil eines Zolls zwischen den Frames.

Lila Dinosaurier (und andere Dinge)
Pixy2 verwendet einen farbbasierten Filteralgorithmus, um Objekte zu erkennen, der als Color Connected Components (CCC)-Algorithmus bezeichnet wird. Farbbasierte Filtermethoden sind beliebt, weil sie schnell, effizient und relativ robust sind. Die meisten von uns sind mit RGB (Rot, Grün und Blau) zur Darstellung von Farben vertraut. Pixy2 berechnet die Farbe (Farbton) und Sättigung jedes RGB-Pixels vom Bildsensor und verwendet diese als primäre Filterparameter.

Der Farbton eines Objekts bleibt bei Änderungen der Beleuchtung und Belichtung weitgehend unverändert. Änderungen der Beleuchtung und Belichtung können sich frustrierend auf Farbfilteralgorithmen auswirken und zu deren Ausfall führen. Der Filteralgorithmus von Pixy2 ist robust, wenn es um Beleuchtungs- und Belichtungsänderungen geht.

Sieben Farbsignaturen
Der CCC-Algorithmus von Pixy2 merkt sich bis zu 7 verschiedene Farbsignaturen, was bedeutet, dass der Farbfilteralgorithmus von Pixy2 kein Problem hat, sie zu identifizieren, wenn Sie 7 verschiedene Objekte mit einzigartigen Farben haben. Wenn Sie mehr als sieben benötigen, können Sie Farbcodes verwenden.

Bringen Sie ihm die Objekte bei, die Sie interessieren
Pixy2 ist einzigartig, weil Sie ihm physisch beibringen können, was Sie wahrnehmen möchten. Lila Dinosaurier? Platzieren Sie den Dinosaurier vor Pixy2 und drücken Sie den Knopf. Oranger Ball? Legen Sie den Ball vor Pixy2 und drücken Sie die Taste. Es ist einfach, und es ist schnell.

Genauer gesagt, Sie bringen Pixy2 bei, indem Sie das Objekt vor seine Linse halten, während Sie die Taste oben gedrückt halten. Dabei gibt die RGB-LED unter der Linse Rückmeldung, auf welches Objekt sie gerade blickt. Beispielsweise wird die LED orange, wenn eine orangefarbene Kugel direkt vor Pixy2 platziert wird. Lassen Sie die Taste los und Pixy2 generiert ein statistisches Modell der im Objekt enthaltenen Farben und speichert sie im Flash. Dieses statistische Modell wird dann verwendet, um von nun an Objekte mit ähnlichen Farbsignaturen in seinem Rahmen zu finden.

Pixy2 kann sieben Farbsignaturen lernen, die von 1-7 nummeriert sind. Farbsignatur 1 ist die Standardsignatur. Um Pixy2 die anderen Signaturen (2-7) beizubringen, ist eine einfache Tastendrucksequenz erforderlich.

Mit PixyMon können Sie sehen, was Pixy sieht
PixyMon ist eine Anwendung, die unter Windows, macOS und Linux läuft. Sie können sehen, was Pixy sieht, entweder als rohes oder verarbeitetes Video. Außerdem können Sie Ihren Pixy konfigurieren, den Ausgabeport festlegen und Farbsignaturen verwalten. PixyMon kommuniziert mit Pixy über ein Standard-Mini-USB-Kabel. PixyMon eignet sich hervorragend zum Debuggen Ihrer Anwendung.

Controller-Unterstützung
Pixy kann problemlos mit vielen verschiedenen Controllern verbunden werden, da es mehrere Schnittstellenoptionen unterstützt (UART seriell, SPI, I2C, USB oder digitaler/analoger Ausgang), aber Pixy begann sein Leben mit Arduinos zu kommunizieren. Unterstützung für Arduino Due, Raspberry Pi und BeagleBone Black wurde hinzugefügt.