HuskyLens人工智能摄像头

目录

1、模块特性

2、模块功能

3、模块调测

3.1、单对象识别

3.2、多对象识别 

4、模块应用

1、模块特性

HuskyLens是一款简单易用的人工智能摄像头（视觉传感器），内置6种功能：人脸识别、物体追踪、物体识别、巡线追踪、颜色识别、标签(二维码)识别。仅需一个学习按键即可完成AI训练，摆脱繁琐的训练和复杂的视觉算法，让你更加专注于项目的构思和实现。

HuskyLens板载UART/I2C接口，可以连接到Arduino、Raspberry Pi、LattePanda、micro:bit、STM32等主流控制器，实现硬件无缝对接，直接输出识别结果给控制器，无需折腾复杂的算法，就能制作非常有创意的项目，该智能硬件模组于2020年2月正式出售（预售价329RMB），通过一段官方演示视频进一步了解该模组。

Huskylens内置了许多类型的图像处理算法，可支持拍照、运算、识别和处理为一体，最终将识别结果通过UART/I2C输出到控制器，其接口说明如下所示：

• USB 接口：接上电源自动开机，断掉电源自动关机，配上上位机，可以更新固件；
• 传感器接口：支持 UART 或 I2C 协议，通过该接口，可连接常用的主控板，如 Arduino、树莓派、micro:bit；该接口也支持供电；
• 功能按键：左右拨动，切换选择内置的功能；向下短按，调出或隐藏菜单；向下长按，进入当前功能的参数设置；
• 学习按键：按下“学习按键”，学习指定物体。支持长按操作，长按期间，将持续学习；
• 屏幕：2.0 寸 IPS 显示器，实时看到各种状态下的结果，方便调试，所见即所得。

2、模块功能

Huskylens主要有六大功能，简介如下所示：

• 物体追踪：追踪指定的物体，可以是任何有明显轮廓的物体，甚至是各种手势；
• 人脸识别：侦测脸部轮廓，可同时识别多人；
• 物体识别：识别这是什么物体（仅限于内置的 20 种物体）；
• 巡线追踪：识别指定的线条，并做路径规划；
• 颜色识别：识别指定的颜色及其位置（由于光线的变化，对于相近的颜色，摄像头有时会误识别）；
• 标签识别：侦测二维码标签，识别出指定标签（目前摄像头不能识别复杂二维码，如微信上用的二维码）。

3、模块调测

由于Huskylens将识别的结果通过UART/I2C传输到控制器，所以我们只需要在Huskylens上训练好识别对象，解析接口协议即可，这里我使用的是UART通信协议（57600 (bps)  8N1），该模块的协议格式如下所示：

数据头1数据头2地址数据长度命令数据累加和校验0x550xAA1 Byte1Byte1Byte

Data 1~Data n

（10Byte）

1Byte

协议解析如下：

• 数据头1和数据头2以0x55和0xAA固定格式开头，因为0x55二进制是0101 0101，0xAA二进制是1010 1010，在通讯编码原理中，应该尽可能避免过多的重复0或1，因为当你的传输变成一个长0/1时，一个脉冲干扰就会将你的数据截断，整加误码的机会。 若你的通讯机不能正确接受10101010或01010101，那么你的线路等肯定出现问题。 这个只是一个快速判断线路状态的一个手段，在做内现存测试的时候也经常使用这两个数据字段，也是同样的道理；

• 地址占用一个字节，本模块默认地址是0x11；

• 数据长度占用一个字节，指数据的长度，注意不是整个数据帧的长度；

• 命令ID占用一个字节；

• 数据长度为10位，数据信息为检测到对象的像素尺寸和对象属性，顺序为：检测对象X点中心低位字节、检测对象X点中心高位字节、检测对象Y点中心低位字节、检测对象Y点中心高位字节、检测对象宽度低位字节、检测对象宽度高位字节、检测对象高度低位字节、检测对象高度高位字节，剩余两个字节为检测到的对象；

• 8位累加和校验，不进位，例如：0x55+0xAA+0x11+0x0A+0x10+0x2C+0x01+0xC8+0x00+0x0A+0x00+0x14+0x00+0x01

+0x00=0x23E，则校验位为0x3E。

3.1、单对象识别

Huskylens无需请求指令，自动发送毫秒级的设备状态数据帧，打开串口调测助手即可直接分析，下面以人脸识别功能为例，分析协议帧结构。

这里选取了周杰伦的图像作为识别对象， Huskylens人脸识别训练操作流程如下所示：

在尚未检测到目标对象的情况下，打开串口调测助手，模组发送大量数据（均相同），选择其中一条分析。

数据头1数据头2地址数据长度命令数据累加和校验0x550xAA0x11

0x0A

(10 Byte) 

0x10

0x00 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x01 0x00

(8 Byte对象尺寸大小数据)

0x00 0x00

(2 Byte目标对象标识，此时代表无对象)

55+ AA+11+0A+10+00+00+00+00+01+ 00+01+00+00+00=0x12C

(取低位为0x2C)

 训练周杰伦的人脸作为识别对象，如下所示：

 此时模块发送的协议帧，可以识别出0001号ID，也就是周杰伦的人脸图像尺寸，如下所示：

数据头1数据头2地址数据长度命令数据累加和校验0x550xAA0x11

0x0A

(10 Byte) 

0x10

0x9C 0x00 0x88 0x00 0x53 0x00 0x70 0x00

(8 Byte对象尺寸大小数据)

0x00 0x01

(创建的第一个人脸ID)

55+ AA+11+0A+10+9C+00+88+00+53+ 00+70+00+00+01=0x312

(取低位为0x12)

3.2、多对象识别 

 可以打开模块的多人脸训练模式，训练阿信为第二个识别对象，如下所示：

多人模式模块发送的协议帧中识别对象ID和单人模式有所区别，此时识别周杰伦（创建的第一个对象）。

模块发送协议如下所示：

其中0xFFFE代表多人识别中第二个对象（阿信）未识别到。

再识别阿信（创建的第二个对象），如下所示：

 模块发送协议如下所示：

 其中0xFFFF代表多人识别中第一个对象（周杰伦）未识别到。

HuskyLens人工智能摄像头的应用就简要讲解人脸识别的功能，其他功能都是大同小异，小伙伴们了解协议帧就可以轻松应对。

4、模块应用

由于目前手头上只有STM32系列开发板，遂基于STM32+HuskyLens实现人脸识别开关灯小案例，实现代码如下所示，主要是拆解、校验协议（演示视频）。

uint8_t UART2_ReceivedChar=0,check = 0;
uint8_t USART2_RxData[16]; 
uint32_t USART2_RX_DATA_BUF_CNT=0; 
int8_t USART2_RX_Flag=0;
uint16_t data_id=0;
void USART2_IRQHandler(void)
{
  //UART2接收数据
  if(LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART2))
  {
    UART2_ReceivedChar = 0;
    
    //读取接收寄存器,读数据会清中断
    UART2_ReceivedChar = LL_USART_ReceiveData8(USART2);
    
    //判断若以0x55开头，接收16个字符
    if(UART2_ReceivedChar==0x55)
    {
      USART2_RX_Flag=1;
    }
    
    if(USART2_RX_Flag==1&&USART2_RX_DATA_BUF_CNT