撸狗初体验 | 手把手教你上手 HuskyLens 哈士奇人工智能摄像头 DF创客社区

铁熊发表于 2019-11-15 19:50:08

撸狗初体验 | 手把手教你上手 HuskyLens 哈士奇人工智能摄像头

https://ironpanda-1259781115.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/2019-11-14/shi-pin-feng-mian-de-fu-ben.png！！！二哈的 Arduino 官方库已更新，请大家直接看官方 wiki 教程！！！

直接上视频听我 BB：

https://www.bilibili.com/video/av75675708/

下面开始编故事……

某个周末，走在去加班的路上，脚底突然被某个东西咯噔一下，抬脚一看，竟然是……

捡起来一看……

哈士奇！哈士奇！哈士奇！

竟然是 DF 还在预售的 HuskyLens 人工智能摄像头（中文名：哈士奇）！

这个故事告诉我们：喜欢加班的创客，运气不会太差。

# HuskyLens 功能介绍 #

HuskyLens 是什么？

这里简单截取官网介绍的一部分：

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。

详细介绍，可以查看官网说明：https://www.dfrobot.com.cn/goods-2050.html
哈士奇官方介绍视频，请直接跳转 B 站：

https://www.bilibili.com/video/av66695069

用 3 个单词就可以概括 HuskyLens 的特性：Click、Learn & Play。

总之：简单、易用、真香！

这么香的工具，到底该怎么玩呢？请继续往下看。

注意：以下章节偏技术性，是对体验视频的文字性详细描述，会略微无聊，请收藏后慢慢阅读。
# HuskyLens 数据读取测试 #

由于 HuskyLens 目前还没有正式上市，所以关于它的资料非常少，DF 暂时也没有放出 HuskyLens 对应的函数库，更不用说在 Mind+ 等图形化编程工具中调用了。不过相信不久，我们就可以在 Mind+ 中看到它了，到那时，它的使用就会更加简单、更加小白了！

暂时我们只能根据它的通信协议，徒手来撸代码了。

HuskyLens 默认采用串口通信，当然可以在它的设置中改成 I2C 通信。默认的串口波特率为 57600 bps，格式为 8N1（ 8 位数据位、无校验、1位停止位），默认通信地址为 0x11。本文中，我带领大家使用掌控板来读取 HuskyLens 的数据。

当然你也可以选择使用 Arduino、Raspberry Pi、LattePanda、micro:bit 等控制器来读取 HuskyLens 的数据，原理都是一样的，就留作课后作业吧，看文本文后，你能不能用其他主控板来读取 HuskyLens 的数据呢？
电路连接图如下：

关于掌控板串口的补充说明：掌控板的主控芯片是 ESP32，ESP32 有 3 个串口，分别是 Serial、Serial1、Serial2 。Serial 我们一般用来下载程序， Serial1 默认使用了 GPIO 9 和 GPIO 10 ，但是 ESP32 的 GPIO 6~11 一般用于连接外部 Flash 芯片，所以我们这里使用 Serial2 与 HuskyLens 连接通信。另外，ESP32 可以将串口 RX 映射到几乎所有 IO 口上，TX 映射到 GPIO 0~31 上（此处没有进行验证）。所以，这里我们将掌控板 Serial2 的 RX 映射到 P14 引脚，将 TX 映射到 P13 引脚。（参考网址：https://blog.csdn.net/Naisu_kun/article/details/86004049）
我们来看一下 HuskyLens 的通信协议。它主要有两种模式，正如视频中看到的那样，大部分情况下， HuskyLens 屏幕上会显示一个方框（Block 模式），在巡线模式下，它会显示一个箭头（Arrow 模式）。这两种模式下，数据的长度和格式基本是一致的，这里我们以 Block 模式为例进行讲解，Arrow 模式原理一样，此处不再赘述。

我们来看一下它的数据格式，可以看到它是以 0x55 和 0xAA 开头的一串数据，紧接着是它的通信地址 Address、数据长度 Data Length、命令代码 Command，以及我们最关心的数据 Data。最后是一个校验位。

每个数据的含义如下：
Block 模式：

Arrow 模式：

上面两个表格中红框框出来的是相应的数据 Data 1 ~ Data n，其中：

[*]X Center 表示方框 Block 的几何中心的 X 坐标；
[*]Y Center 表示方框 Block 的几何中心的 Y 坐标；
[*]Width 表示方框 Block 的宽度；
[*]Height 表示方框 Block 的高度；
[*]LearnedIndex 表示识别目标的编号。

我们根据通信协议，编写程序来读取一下 HuskyLens 返回的数据。

首先打开 Mixly 自带的 Arduino IDE，选择 Arduino HandBit （掌控板）进行编程。

最新版 Mixly 1.0 下载地址： https://mixly.readthedocs.io/zh_CN/latest/basic/02Installation-update.html

程序如下：
void setup()
{
Serial.begin(57600);
Serial2.begin(57600, SERIAL_8N1, P14, P13);
}

void loop()
{
if (Serial2.available() > 0) {
Serial.println(Serial2.read(), HEX);
}
}

将程序上传到掌控板，打开串口监视器，可以看到会返回类似下图中的数据：

但是这些数据代表着什么意思呢？我们将关键数据圈出来：0x55、0xAA、0x11、0x0A、0x10、0xA3、0x00、0x7B、0x00、0x46、0x00、0x46、0x00、0x01、0x00、0xD5。其中：

[*]0x55 为 Header；
[*]0xAA 为 Header 2；
[*]0x11 为 Address；
[*]0x0A 为 Data Length；
[*]0x10 为 Command，Block 模式下为 0x10，Arrow 模式下为 0x11；
[*]0xA3、0x00 分别为 X Center 的低 8 位和高 8 位，0x00A3 换算后为 163，代表 X 坐标为 163；
[*]0x7B、0x00 为 Y Center 的低 8 位和高 8 位，0x007B 换算后为 123，代表 Y 坐标为 123；
[*]0x46、0x00 为 Width 的低 8 位和高 8 位，0x0046 换算后为 70，代表方框宽度为 70；
[*]0x46、0x00 为 Height 的低 8 位和高 8 位，0x0046 换算后为 70，代表方框高度为 70；
[*]0x01、0x00 为 LearnedIndex 的低 8 位和高 8 位，0x0001 换算后为 1，代表识别物体的编号为 1；
[*]0xD5 为 Checksum 的低 8 位，我们将上面所有数据相加求和：0x55 + 0xAA + 0x11 + 0x0A + 0x10 + 0xA3 + 0x00 + 0x7B + 0x00 + 0x46 + 0x00 + 0x46 + 0x00 + 0x01 + 0x00 = 0x02D5，低 8 位是 0xD5 说明校验通过。

至此，我们就完成了 HuskyLens 数据的简单读取。

但是每次都要这么去读取数据，然后再进行手工计算么？这还怎么做人工智能项目啊？

当然不是的，我们发现，读取这些数据就是都是一件件重复的事情，而程序最擅长的就是做重复的事情了。

# HuskyLens 数据解析 #

我们将上面的程序简单调整一下，duang~ 就完成了！（程序源代码详见文末下载链接，建议配套代码一起阅读下文）

我们先定义了一些变量，用来存放数据。这些变量的名字，基本可以自解释其含义，此处不再赘述说明。

#define LENG 15 // 0x55 + 15 bytes equal to 16 bytes
unsigned char buf;

int xCenterOrXOrigin = 0;
int yCenterOrYOrigin = 0;
int widthOrXTarget = 0;
int heightOrYTarget = 0;
int learnedIndex = 0;

在 setup() 中，主要是对两个串口进行初始化：

void setup()
{
Serial.begin(57600);
Serial2.begin(57600, SERIAL_8N1, P14, P13);
}

然后在 loop() 中，不断去读取掌控板串口 2（Serial2）中返回的数据。首先要判断第 1 个读到的数据是否是默认的 Header 0x55，我们用了 find() 函数：

// Header
// Read data until get the first header of data packet 0x55
if (Serial2.find(0x55))
{
// ......
}

如果读取到 0x55，那么就把剩下的 15 个数据都读取进来，并存储到 buf 变量中。因为一个有效的通信命令共 16 个数据，大家可以在通信协议中数一下。

// Read the next 15 data
Serial2.readBytes(buf, LENG);

接着去检查第 2 个数据是否是默认的 Header 2 0xAA。这里需要注意的是，我们并没有把第 1 个 Header 数据 0x55 存储到 buf 变量中，所以 buf 不是 0x55，而是 0xAA。

// Header 2
// Check the second header of data packet 0xAA
if (buf == 0xAA)
{
// ......
}

如果第 2 个数据也是默认的包头的话，再去对剩下的数据进行校验，这里调用校验和函数 checkSum()，具体这个函数怎么实现的，下面再讲。

// Checksum
if (checkSum(buf, LENG))
{
// ......
} else {
Serial.println("Checksum Errorrrrr!");
}

校验和通过后，就可以对数据进行处理和计算了。在下面的程序中，我们先把原始数据打印出来：

// print the command list
Serial.print(0x55, HEX);
Serial.print(" ");
for (int i = 0; i < LENG; i++)
{
Serial.print(buf, HEX);
Serial.print(" ");
}
Serial.println();

然后通过 5 个函数分别去计算 Data 中的几个值。最后再将这些数据在串口监视器中打印出来。

// get the values
xCenterOrXOrigin = getX(buf);
yCenterOrYOrigin = getY(buf);
widthOrXTarget = getWidthOrXTarget(buf);
heightOrYTarget = getHeightOrYTarget(buf);
learnedIndex = getLearnedIndex(buf);

// print the values
Serial.print("x: ");
Serial.print(xCenterOrXOrigin);
Serial.print(" ");

Serial.print("y: ");
Serial.print(yCenterOrYOrigin);
Serial.print(" ");

Serial.print("width: ");
Serial.print(widthOrXTarget);
Serial.print(" ");

Serial.print("height: ");
Serial.print(heightOrYTarget);
Serial.print(" ");

Serial.print("learnedIndex: ");
Serial.print(learnedIndex);
Serial.print(" ");

Serial.println();
Serial.println("-----------------------------");
Serial.println();

这样我们就把数据读取出来啦。

# 几个函数说明 #

## checkSum()

checkSum() 函数的功能就是校验读取到的数据是否正确。只要简单讲读到的数据相加，并最终取和的低 8 位，检查是否和读到的最后一个数据相等即可。相等的话，将标记变量 receiveflag 赋值为 1 即可，否则赋值为 0，并返回 receiveflag 的结果。

// check sum
char checkSum(unsigned char *buf, char leng)
{
char receiveflag = 0;
int sum = 0;
int sumLow = 0;

for (int i = 0; i < (leng - 1); i++)
{
sum = sum + buf;
}
sum = sum + 0x55;

sumLow = sum & 0x00FF;
if (sumLow == buf)
{
sum = 0;
receiveflag = 1;
}
return receiveflag;
}

## getX()
## getY()
## getWidthOrXTarget()
## getHeightOrYTarget()
## getLearnedIndex()

这 5 个函数的原理基本一致，其函数名基本可以自解释含义，此处也不再赘述解释每个函数的功能。

这里以第 1 个函数 getX() 为例，介绍这几个函数内部的原理。

通过查看通信协议，我们可以知道，X 坐标的数值，分别存储在 buf 变量中的第 5 个和第 6 个（实际是完整数据的 6 个和第 7 个数据，但是 buf 变量中没有存储第 1 个数据 0x55），所以这里取 buf 和 buf 来进行计算即可。由于是 16 进制的数据，所以可以通过移位进行计算，当然这里的 << 8 等价为 * 256。最后将计算出来的值返回即可。

// X Center of Block
// or X Origin of Arrow
int getX(unsigned char *thebuf)
{
int xCenterValue;

// calculate X Center of Block value
xCenterValue = ((thebuf << 8) + thebuf);

return xCenterValue;
}

其他几个数据，也是同样道理，只要取对应的数据位进行计算即可。

# 总结 #

通过这一章节，我们根据 HuskyLens 的通信协议，把 HuskyLens 返回的数据都读取出来了。那么我们可以利用这些数据做一些什么有趣好玩的事情呢？

物体追踪，人脸识别，物体识别，巡线追踪，颜色识别，标签识别等功能，要怎么用呢？

交互手势控制、自主机器人、智能门禁、交互式玩具等又要怎么实现呢？

我们下期见！

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铁熊发表于 2020-4-2 09:04:53

！！！二哈的 Arduino 官方库已更新，请大家直接看官方 wiki 教程！！！

rzyzzxw 发表于 2019-11-15 22:46:15

我也想踩到，老师，哪里有。{:5_128:}

_木子_ 发表于 2019-11-18 18:51:20

一时撸狗一时爽，一直撸狗一直爽~

#嘉诚欧巴# 发表于 2019-11-19 15:06:30

一只哈士奇竟离家出走，究竟是人性的扭曲还是道德的沦丧{:5_124:}

qq366678157637 发表于 2019-11-22 10:09:38

期待下期视频，嘻嘻

fz666 发表于 2019-12-6 17:35:06

踩一个[/quot
e]{:5_121:}

490054348 发表于 2020-4-1 19:30:58

我想问下，你这个串口数据二哈会自己实时上传吗？还是没出都需要自己软件请求回复才行？

DFHJM_IpFmV 发表于 2020-4-27 20:28:41

我的二哈没有你的功能耶{:5_125:}

20060606 发表于 2020-7-7 05:40:51

开头的故事是真的吗？

20060606 发表于 2020-7-17 05:29:24

故事编的好

曾剑波 发表于 2021-1-2 20:02:17

铁熊发表于 2019-11-15 19:50
！！！二哈的 Arduino 官方库已更新，请大家直接看官方 wiki 教程！！！

不错的教程！今天又学到东西啦！谢谢！

诩发表于 2022-6-9 15:03:10

挺好的

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