راه اندازی برد Maixduino برای پردازش تصویر با دوربین

در عصر اینترنت اشیا و هوش مصنوعی، قابلیت بینایی ماشین در بردهای کم‌مصرف و کوچک اهمیت بسیار یافته است. در این مقاله، ما به کمک برد Maixduino به اجرای پروژه‌­ای در حوزه پردازش تصویر می‌پردازیم. ابتدا معرفی مختصری از مفهوم بینایی ماشین و شبکه‌­های عصبی خواهیم داشت، سپس نصب و راه‌اندازی محیط توسعه، اتصال دوربین، و بارگذاری مدل هوش مصنوعی را آموزش می‌دهیم. پس از آن، کد نمونه را توضیح می‌دهیم و نکات عیب‌یابی را نیز بیان می‌کنیم تا بتوانید پروژه خود را با موفقیت اجرا کنید.

بخش ۱: معرفی بینایی ماشینی و برد Maixduino

برد Maixduino یک پلتفرم ترکیبی است که از پردازنده K210 برای عملیات KPU (واحد پردازش دانش) برخوردار است و همراه با هسته میکروکنترلری ESP32 ارائه می‌شود. این ترکیب امکان اجرای مدل‌های کوچک هوش مصنوعی را به صورت محلی فراهم می آورد بدون نیاز به اینترنت. قابلیت اضافه‌ای که ما امروز بررسی می‌کنیم، استفاده از دوربین برای گرفتن تصویر، پردازش آن با مدل آماده و نمایش نتیجه (مثلاً تشخیص یک شی) است.

بخش ۲: پیش‌نیازها و تجهیزات

برای انجام این پروژه به موارد زیر نیاز دارید:

• برد Maixduino

(می‌تونید برد Sipeed Maixduino AI را مستقیم از سایت خودتون یعنی www.pandadigit.ir خریداری کنید.)

• ماژول دوربین متناسب (مثلاً OV2640 یا GC0328)

• کارت SD برای قراردادن فایل مدل

• محیط توسعه آردوینو IDE یا محیط مشابه

• مدل هوش مصنوعی آماده (مثلاً MobileNet یا مدل دیگر)

• کابل USB برای تغذیه و برنامه‌نویسی
  در صورت امکان، نمایشگر کوچک برای نمایش نتیجه تشخیص نیز توصیه می‌شود.

بخش ۳: آماده‌سازی مدل و کارت SD

ابتدا مدل آماده را دانلود کنید و به صورت فایل .kmodel روی کارت SD کپی نمایید. مسیر فایل روی کارت SD را چک کنید و مطمئن شوید که نام فایل با برنامه مطابقت دارد. سپس کارت را درون شیار Maixduino قرار دهید و برد را روشن کنید.
در IDE آردوینو، از مسیر File → Examples → … نمونه کد مربوط به بینایی ماشین را انتخاب کنید. در کد، دقت داشته باشید که نام فایل و مسیر آن صحیح باشد.

بخش ۴: اجرای برنامه و مشاهده نتیجه

کد را روی برد آپلود کنید. پس از راه‌اندازی، دوربین به تصویر گرفتن می‌پردازد و هنگامی که شیء مطابق با مدل تشخیص داده شود، نام آن را روی نمایشگر یا کنسول نمایش می‌دهد. شما می‌توانید این نتیجه را به خروجی GPIO یا سایر موارد متصل کنید تا واکنش انجام شود (مثلاً روشن شدن LED یا ارسال پیام).

بخش ۵: نکات عیب‌یابی و نکات تکمیلی

• اگر مدل لود نشد، مطمئن شوید که فرمت فایل درست و کارت SD شناخته شده است.

• اگر دوربین تصویر نمی‌گیرد، بررسی کنید که ماژول و اتصالاتش صحیح باشند.

• برای مدل‌های پیچیده‌تر یا کاربردهای خاص، ممکن است لازم باشد مدل اختصاصی خود را آموزش دهید یا پارامترها را تنظیم کنید.

• پیشنهاد می‌شود برای پروژه‌های واقعی، نور محیط مناسب و کادر قابل تشخیص فراهم باشد تا دقت تشخیص بالاتر رود.

جمع‌بندی

در این آموزش با هم برد Maixduino را برای پردازش تصویر و اجرای بینایی ماشین بررسی کردیم؛ از معرفی برد و مفهوم بینایی ماشین تا آماده‌سازی مدل، آپلود و اجرای برنامه، و نکات عیب‌یابی. با این مقدمه، شما آماده هستید تا پروژه‌های تشخیص شی، ردیاب ساده، یا سیستم حضور چهره روی این برد را شروع کنید. ضمن اینکه از این پروژه می‌توانید به عنوان پایه برای توسعه‌های پیچیده‌تر استفاده کنید.

ویژگی‌ها

• اجرای بینایی ماشین در سطح برد کوچک و کم‌مصرف

• پشتیبانی از مدل‌های موبایل‌فرندلی مثل MobileNet

• امکان ارتقاء و توسعه به پروژه‌های تشخیص شی، چهره، ردیابی

• ترکیب ماژول دوربین، کارت SD و مدل هوش مصنوعی

• راه‌اندازی سریع با استفاده از مثال‌های آماده

مزایا

• کاهش نیاز به پردازنده‌های سنگین و مصرف بالا در پروژه‌های هوش مصنوعی

• اجرای محلی و مستقل بدون نیاز به اتصال دائمی اینترنت

• امکان کاربرد در سیستم‌های تعبیه‌شده (Embedded) و اینترنت اشیا

• مقیاس‌پذیری بالا در پروژه‌های صنعتی یا آموزشی

• مناسب برای یادگیری عملی و پروژه‌های آموزشی

کاربردها

• تشخیص اشیا در محیط صنعتی یا خانگی

• سیستم‌های امنیتی و نظارتی با برد کم‌مصرف

• پروژه‌های رباتیک با قابلیت بینایی

• سیستم‌های حضور و غیاب یا تشخیص چهره

• سیستم‌های هوشمند کشاورزی، حمل‌ونقل یا اینترنت اشیا با تشخیص بصری