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[《Huskylens趣味AI入门》] 【Mind+Huskylens趣味AI入门】系列课程—01会唱歌的画

Mind+Huskylens趣味AI入门——会唱歌的画

关于教程

本课程结合了Mind+图形化编程与人工智能摄像头Huskylens（二哈识图），通过9个程序与硬件直连的趣味项目，模拟当下热门的人工智能应用场景，在动手实践的过程中学习计算机视觉与人工智能算法的相关知识。适合想要学习编程、了解AI应用的中小学师生，和对Huskylens感兴趣的朋友。

认识Mind+

Mind+是一款拥有自主知识产权的国产青少年编程软件，支持各种开源硬件及AI（人工智能）功能。本课程基于Mind+的实时模式，只需拖动图形化积木编程，就可以在舞台中搭建例如人脸门禁、垃圾分类、自助收银等智慧生活场景，也能够实现神奇宝贝、切水果等经典游戏的互动体验。

认识Huskylens

Huskylens（二哈识图）是一款简单易用的人工智能视觉传感器，仅需一个按键即可完成AI训练，摆脱了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。本课程为Huskylens教育版设计，支持与Mind+舞台直接交互并可以使用AI可视化工具，覆盖了Huskylens的大部分功能：颜色识别、人脸识别、物体识别、物体追踪、物体分类、条形码识别等，是Huskylens入门的最佳学习工具。

关于Huskylens（二哈识图）更多使用说明，请参考：https://mindplus.dfrobot.com.cn/huskylens

1.1 项目介绍

1.1.1背景导入

画画可以抒发我们内心的想法和情感。小朋友们喜欢用色彩描绘自己眼中绚丽多彩的世界，而毕加索“蓝色时期”的作品沉浸着一种悲伤忧郁的氛围。每一幅画作都传递着不同的思想和情绪，从颜色中我们能够感受到作者的内心世界。想象一下，如果一幅画会唱歌，它发出的旋律会是开心的、难过的、欢快的还是悲伤的？

接下来我们就借助Mind+、Huskylens制作第一个项目：会唱歌的画，一起来听听小朋友们画中的声音吧！

1.1.2任务拆解

Huskylens的颜色识别功能，能够识别并追踪多种颜色。本项目中，使用Mind+布置画廊的场景。通过鼠标和按键交互使画作可以将画面放大缩小。选择一幅画，当Huskylens识别到画中不同色彩时发出不同音调，形成这幅画的独特旋律。

STEP1: 使用Huskylens的颜色识别功能，学习指定的颜色。

STEP2: 了解坐标系概念，调整角色的位置和大小。

STEP3: 实现角色的点击和按键交互。

STEP4: 将Huskylens识别到的颜色转换成声音。

（目标功能实现效果示意）

1.2 项目准备

1.2.1 软件设置

首先，打开Mind+软件（V1.6.4以上版本），确认软件为“实时模式”；

点击“扩展”，在“功能模块”里加载“Huskylens教育版”；

点击“返回”到主界面可以看到功能模块添加成功。

1.2.2 硬件连接

用USB线把Huskylens连接到电脑。点击扩展功能旁的橙色感叹号，在跳出的窗口的对应设备后，点击“连接”Huskylens。

连接成功后感叹号会变成绿色对勾，“返回编辑器”就完成连接啦。

1.3 程序思路

项目功能实现主要分两个部分：舞台效果设置、用Huskylens识别颜色。

舞台效果设置：

Huskylens识别颜色：

1.4 功能实现

1.4.1 Huskylens颜色识别

（1）功能设置

切换Huskylens算法模式：向左或向右拨动“功能按键”，直至屏幕顶部显示“颜色识别”。长按”功能按键“，进入颜色识别功能的二级菜单。

向左或向右拨动”功能按键“，选中”学习多个“，短按”功能按键“，向右拨动”功能按键“打开”学习多个“开关（进度条变蓝），再短按“功能按键”，确认参数。

向左拨动“功能按键”，选中“保存并返回”，短按“功能按键”，屏幕显示“是否保存参数？”，短按确认，保存参数，自动返回到颜色识别模式。

Tip：默认设置为学习并识别一种颜色。

（2）侦测颜色

将Huskylens屏幕中的“+”对准目标颜色块，屏幕上会有一个白色方框，自动框选目标颜色块。调整Huskylens与颜色块的角度和距离，让白色方框尽量框住整个目标色块。

（3）学习颜色

侦测到颜色后，按下“学习按键”学习第一种颜色，然后松开“学习按键”结束学习，屏幕上有消息提示：“再按一次继续，按其他按键结束”。如果不再需要学习其他颜色了，则在倒计时结束前按下”功能按键”即可，或者不操作任何按键，等待倒计时结束。

在“会唱歌的画”课程中，请按以下顺序进行颜色学习。

（4）识别颜色

Huskylens遇到相同或近似的颜色，会显示对应颜色的ID，ID与学习颜色的先后顺序是一致的，依次标注为“ID1”，“ID2”，“ID3”，以此类推。屏幕还会框选并跟随出色块，大小也会随色块的面积变化。不同颜色可以同时识别并追踪，且边框颜色也不同。

Tip:环境光线对颜色识别的影响很大，对于相近的颜色，Huskylens有时会误识别。建议保持环境光线的稳定，在光线适中的环境中使用此功能。

1.4.2 Mind+舞台场景布置

（1）添加背景

把鼠标移到“背景库”，点击“上传背景”，打开文件夹上传背景文件“画廊”。

上传好背景，在“背景”模块里编辑背景图片大小和位置，让图片覆盖整个画布。

（2）添加角色

删除默认的mind+角色。鼠标放在Mind+右下角“角色库”，选择“上传角色”，打开本地文件夹选择“画-1”至“画-6”，完成上传。

上传好角色文件后，在“造型”模块里调整图片大小、中心点位置。将图片摆放在画廊的空白画框里。舞台场景布置完成效果如下图所示：

（3）设置角色初始位置

实现效果：点击绿旗，角色回到初始位置。

知识延申

Mind+舞台坐标：

Mind+舞台可以用平面直角坐标系来表示精确位置，用于角色的定位和移动。原点（X=0，Y=0）在舞台的中央。水平方向为X轴，范围为-240~240（左减右增）；垂直方向为Y轴，范围为：180~-180（上增下减）。任意一个角色在移动的过程中，软件会自动监控和更新角色的坐标位置，可在图中框选的位置查看当前角色的XY坐标：

1.4.3 角色点击和按键交互

实现效果：开始所有的画显示在“画廊”上，当画被点击时，在舞台中心放大显示。按下空格键，删除放大的角色。

用相同的方法设置其它角色（画-2至画-6）的位置和交互。（完整程序见附录）

1.4.4 Huskylens颜色识别

实现效果：点击向上箭头，Huskylens识别程序执行，当识别到不同颜色时发出对应的音符。这样对着不同的画时，就可以发出独特的旋律了。

这里用到了功能模块中Huskylens的指令。指令说明：从识别到的“结果”中获取当前屏幕中靠近中心的方框信息，没有学习过的框id为0，没有方框则返回-1。

复制“如果，执行”里的代码，更改ID后面的数字，分别判断Huskylens识别到不同颜色的情况，当识别到学习过的颜色时播放不同的钢琴音符。

程序已经编写好啦，快来运行程序，听听每幅画的声音吧！（完整程序见附录）

1.5 知识小结

硬件知识：Huskylens的颜色识别功能

编程知识：设置角色大小、位置；按键和克隆功能的使用

1.6 拓展阅读

1.6.1什么是颜色识别？

自动化生产已经成了社会的发展趋势，机器视觉作为“机器人”的眼睛，显得尤为重要。颜色识别是机器视觉的一个重要方向，已经经历了多代的技术升级。

什么是颜色识别？先来了解什么是颜色，颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应，我们肉眼所见到的光线，是由波长范围很窄的电磁波产生的，不同波长的电磁波表现为不同的颜色。颜色识别就是基于不同亮度下的色彩属性进行识别和区分的。

1.6.2.颜色识别应用领域

（1）农业领域：植物叶子的颜色识别可用来研究植物生长状况、农作物产量和品质,为农作物施肥、植物病理诊断等提供科学依据。

（2）工业领域：颜色识别目前在工业领域使用较多，如印刷、涂料和纺织品等行业，用于色彩监视和校准等工作。

（3）对色弱或视觉障碍的人进行辅助识别，能增强他们对颜色和色彩的理解。

英国北爱尔兰地区的艺术家Neil Harbission头上有一根弯曲的“天线”，这根“天线”其实是一个将颜色转换成声音的智能设备，以帮助天生无法识别颜色的他，通过听觉感受不同的色彩。他也成为了第一个被认可的“半机械人”。

（部分图片来源于网络，只为课程内容配图，不做商用。如果发现文章内有侵犯您知识产权的作品，请直接私信我们，我们会及时修改或删除。）

附录

附录1：程序指令

程序指令	功能说明
	从识别到的“结果”中获取当前屏幕中靠近中心的方框信息，没有学习过的框id为0，没有方框则返回-1
	当绿旗被点击一下，开始按序执行下面每一行指令，常用作在后面紧跟需要初始化的指令
	点击一下角色，执行下面的程序
	按下键盘上的按键，开始执行下面的指令
	将角色大小增加指定百分比，负数则为减小百分比
	将角色移到最前面或最后面图层
	移到相应的坐标位置
	循环执行程序，每循环一次，循环中的每条指令自上而下，逐步执行
	角色自己进行复制，将触发克隆体启动功能
	当作为克隆体启动时触发，控制克隆体的具体行为
	删除当前程序所在的克隆体
	电脑播放声音
	“等于”运算符