可以檢測鴿子并在Raspberry Pi上運(yùn)行的系統(tǒng)

描述

抽象的

主要目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以檢測鴿子并在 Raspberry Pi 上運(yùn)行。它應(yīng)該能夠觸發(fā)輸出來嚇跑鴿子。

為什么我們要嚇跑鴿子？

這主要有兩個(gè)原因：首先，想象自己在一個(gè)陽光明媚的星期天睡覺。你度過了艱難的一周，想晚睡。一切都很好，直到你突然被煩人的鴿子聲吵醒。睡眠消失了，你的好心情也消失了。

其次，如果您想通過喂食幫助較小的鳥類生存，您可能已經(jīng)認(rèn)識(shí)到鴿子并不遙遠(yuǎn)。你可以填滿喂食器，一天后它是空的，因?yàn)橐恍囸I的鴿子無法抑制。

為了在不嚇跑“通緝”鳥類的情況下解決這個(gè)問題，我們開發(fā)了這個(gè)很酷的項(xiàng)目。

基本理念

在確定了我們要開發(fā)的基本系統(tǒng)之后，我們考慮了我們要使用什么硬件，以及哪些硬件可以在沒有電源插頭的情況下在戶外使用。我們選擇使用的硬件很快就被發(fā)現(xiàn)了——帶有英特爾神經(jīng)計(jì)算棒的 Raspberry Pi 3 B+。

我們想?yún)^(qū)分鴿子和所有其他鳥類。因此，有必要訓(xùn)練一個(gè)只檢測鴿子的 TensorFlow 模型。

介紹

該項(xiàng)目是作為“應(yīng)用人工智能”講座的內(nèi)容而創(chuàng)建的，由埃斯林根應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的 Dionysios Satikidis 和 Jan Seyler 監(jiān)督。所有硬件均由講師提供。本文在全棧調(diào)查的背景下涵蓋了 AI 應(yīng)用程序和模型的設(shè)計(jì)、實(shí)施和測試方面。

以下步驟將為您簡要概述必要的步驟。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請查看我們 Github 頁面上的 README.md。

I.收集數(shù)據(jù)來訓(xùn)練我們自己的目標(biāo)檢測器

首先，我們從谷歌收集了鴿子的圖像。由于結(jié)果不夠令人滿意，我們使用了一個(gè)觸發(fā)運(yùn)動(dòng)的相機(jī)來拍攝鴿子在“真實(shí)”環(huán)境中的圖像。

在收集了足夠多的圖像之后，是該項(xiàng)目最有趣的部分了：標(biāo)記圖像，以便對象檢測器知道鴿子的樣子。

經(jīng)過數(shù)小時(shí)的工作，我們完成了這些圖片，并可以開始訓(xùn)練我們自己的物體檢測器。

二、使用 TensorFlow 對象檢測 API 訓(xùn)練對象檢測器

實(shí)際訓(xùn)練是在帶有 GPU 的筆記本電腦上完成的。培訓(xùn)過程大約需要5-6個(gè)小時(shí)。這部分的結(jié)果是基于預(yù)訓(xùn)練模型的自定義訓(xùn)練對象檢測器。

構(gòu)成我們鴿子檢測器基礎(chǔ)的預(yù)訓(xùn)練模型稱為“ssd_inception_v2_coco”。我們選擇這個(gè)是因?yàn)樗且粋€(gè)非常輕量級的模型，因此速度很快，可以為我們的用例提供足夠的準(zhǔn)確性。

在訓(xùn)練機(jī)器上測試我們的模型后，我們必須將其轉(zhuǎn)換為與 Raspberry Pi 上的英特爾神經(jīng)計(jì)算棒一起使用。

三、使用NCS2轉(zhuǎn)換模型以在 Raspberry 上使用它

神經(jīng)計(jì)算棒無法直接運(yùn)行 TensorFlow 模型。您必須首先將它們轉(zhuǎn)換為 NCS2 可以理解的格式。英特爾為此提供了一個(gè)名為“模型優(yōu)化器”的程序。它基本上采用 TF 模型并將其轉(zhuǎn)換為 NCS2 的架構(gòu)。

四。關(guān)鍵時(shí)刻

終于到了這一刻。我們將經(jīng)過訓(xùn)練的模型復(fù)制到 Raspberry Pi 上。在這里你可以看到結(jié)果：

五、保衛(wèi)鳥屋

現(xiàn)在我們能夠檢測到鴿子，我們可以觸發(fā) Raspberry Pi 上的一個(gè) GPIO。每當(dāng)檢測到鴿子時(shí)，我們都會(huì)打開一個(gè)小 LED 和蜂鳴器。但可能性是無窮無盡的。

六、產(chǎn)品的適應(yīng)性方面

我們實(shí)施這個(gè)項(xiàng)目的方式使得連接用戶想要使用的每個(gè)執(zhí)行器變得非常容易。用戶不限于堅(jiān)持使用 LED 或小型揚(yáng)聲器。此外，用戶可以輕松地在自定義數(shù)據(jù)集上重新訓(xùn)練模型，使其檢測用戶想要檢測的任何對象。

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