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[K10教程] 【花雕动手做】行空板 K10 实验之人脸录入和识别氛围灯 |
![]() 行空板K10是一款专为快速体验物联网和学习人工智能而设计的开发学习板,100%采用国产芯片,知识产权自主可控,符合信息科技课程中编程学习、物联网及人工智能等教学需求。该板集成2.8寸LCD彩屏、WiFi蓝牙、摄像头、麦克风、扬声器、RGB指示灯、多种传感器及丰富的扩展接口。凭借高度集成的板载资源,教学过程中无需额外连接其他设备,便可轻松实现传感器控制、物联网应用以及人脸识别、语音识别、语音合成等AI人工智能项目。 主要特点 集成摄像头&内置算法,可进行离线图像检测 集成麦克风&内置算法,可进行离线语音识别 集成扬声器&内置算法,可进行离线语音合成 2.8寸彩色屏幕,数据展示更清晰 集成度高,利于教学 接口丰富,兼容软件多,扩展性好 ![]() |
![]() 知识点:行空板 K10 人脸检测 一、什么是行空板人脸检测 行空板 K10 内置 ESP32-S3 AI 硬件加速 NPU,搭配板载摄像头,依托unihiker_k10.h内置 AI 视觉库,本地离线完****脸检测,不需要联网、不需要云端运算,设备单独就能识别画面里是否存在人脸、输出人脸坐标。 区别于人脸识别:人脸检测只找 “人脸区域”,不区分是谁;人脸识别会比对人脸特征区分不同人。 核心硬件基础 主控:ESP32-S3 内置 AI 加速器,专门处理图像识别算法; 外设:板载前置摄像头,实时采集画面; 输出载体:K10 彩色显示屏、RGB 彩灯、扬声器、按键; 存储:TF 卡可保存人脸截图、训练模型。 二、核心基础功能 1、离线实时检测 摄像头持续刷新画面,AI 实时框选画面内所有人脸,输出人脸左上角、右下角坐标,能获取人脸宽度、高度。 2、画面可视化标记 画布直接绘制红色矩形框,把识别到的人脸圈出来,直观展示检测结果。 3、状态联动反馈 检测到人脸 / 无人脸可联动硬件: RGB 彩灯:有人脸亮绿灯、无人脸亮红灯; 音频:检测到人脸播放提示音; 屏幕文字:实时打印「检测到人脸」「未识别人脸」; 4、配套拓展功能 人脸抓拍:检测到人脸自动保存截图到 TF 卡; 延时计数:持续 3 秒检测到人脸再触发动作,过滤瞬间路过干扰; 多人脸识别:支持同时识别画面内多张人脸。 三、底层运行逻辑 摄像头采集图像数据流; NPU 硬件加速运行轻量化人脸检测模型; 算法输出人脸矩形坐标数据; 程序读取坐标,在屏幕画布绘制方框; 循环持续采集 + 推理,实现实时动态追踪人脸。 ![]() 四、两种编程实现方式(Mind+) 方式 1:图形化积木(新手首选,无编译报错) 扩展库加载「AI 视觉 - 人脸检测」,积木逻辑: 初始化摄像头、AI 人脸检测; 循环采集画面; 判断是否检测到人脸; 分支:有人脸→画框、亮绿灯、播放提示音;无人脸→清框、红灯; 优势:不用处理库冲突、无多重定义报错,课堂教学首选。 方式 2:C/C++ 代码(进阶自主开发) 依托unihiker_k10.h内置 AI 接口,核心流程: 初始化摄像头 AI 模块 k10.initAI(); 循环调用人脸检测函数获取人脸数组; 判断人脸数量大于 0,遍历所有人脸坐标; 画布绘制矩形框标记人脸; 联动灯光、音频、存储。 五、典型落地应用场景 1、人脸门禁提醒装置 检测到人脸自动亮绿灯、播放欢迎音效,无人时红灯待机;可拓展继电器控制门锁。 2、课堂人脸考勤记录仪 持续检测画面内人脸,检测到人脸自动抓拍保存照片到 TF 卡,记录到场人员画面。 3、桌面智能护眼监测 检测人脸距离屏幕过近时,屏幕弹出提示文字、蜂鸣器报警,提醒保持观看距离。 4、智能人体感应灯光 识别到人脸自动开启 RGB 氛围灯,人脸离开几秒后自动关灯。 5、互动趣味装置 对准屏幕人脸触发特效、播放音乐,人脸消失特效关闭。 六、使用优缺点 优势 完全离线本地运行,不用 WiFi、不用物联网平台,断网也能用; ESP32-S3 硬件 AI 加速,画面流畅不卡顿,不占用 CPU; 配套 K10 屏幕、灯光、音频、TF 卡全套硬件,拓展简单; Mind + 图形化 + 代码双模式,零基础、进阶学员都适配; 接口高度封装,不用学习复杂 AI 算法,直接调用现成函数。 局限 仅支持人脸检测,原生不自带人脸比对(区分不同人),如需人脸识别需要额外训练模型; 光线过暗、侧脸、遮挡口罩会降低识别准确率; 高帧率连续抓拍会小幅占用内存,多 AI 任务(人脸 + 物体识别)同时运行会卡顿; 抓拍图片默认覆盖存储,如需多图存档需要自定义命名逻辑。 七、实操关键注意事项 光线充足:暗光环境识别率大幅下降,建议室内正常灯光下实验; 人脸正对摄像头:侧脸、低头、口罩遮挡容易漏检; 硬件初始化顺序:必须先k10.begin()、初始化摄像头,再开启 AI 人脸检测; 不要叠加多余图形库(TFT_eSPI),避免多重定义编译报错; 循环内减少delay()阻塞延时,否则人脸画面卡顿、检测失效; 抓拍保存照片需提前执行k10.initSDFile()初始化 TF 卡。 ![]() |
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【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之人脸检测的人脸录入识别氛围灯 实验开源代码 |
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人脸氛围灯代码解读 一、头部库文件与函数声明 unihiker_k10.h:行空板 K10 全套硬件驱动,包含屏幕、按键、RGB 彩灯、摄像头、画布、喇叭等外设接口; AIRecognition.h:ESP32-S3 板载 AI 库,专门做人脸录入、人脸比对识别,依托内置 NPU 离线运行,不需要网络。 前置声明两个按键回调函数,setup里绑定按键时编译器能提前识别函数,不会报未定义错误。 二、全局硬件对象 k10:主板总对象,所有屏幕、灯光、按键操作都通过它调用; screen_dir=2:屏幕正向显示,0/1/2/3 可切换画面翻转; ai:人脸识别专用对象,负责人脸采集、比对、读取人脸 ID; music:音频对象,本案例未使用,保留兼容原有工程。 三、全局控制变量(程序核心状态开关) startRecogFlag:程序分为待机和识别工作两种模式,false = 待机不检测人脸,true = 开启识别 + 氛围灯; faceLostTimer + FACE_KEEP_DELAY:实现 3 秒缓冲,人脸短暂遮挡不会立刻关灯; breathTimer / breathVal / breathDir:控制 RGB 呼吸渐变流水灯,无阻塞计时,不卡顿画面。 四、封装函数:待机界面 showStandbyUI () 功能作用 统一管理开机、人脸超时、录入完成后的初始界面,复用绘图代码,减少重复代码: 清空画布文字; 打印标题与按键操作提示; 刷新屏幕; 关闭全部 RGB 彩灯,保持待机安静无灯光。 五、setup () 上电初始化(仅开机执行 1 次) 执行顺序:硬件初始化 → AI 初始化 → 摄像头初始化 → 绑定按键 → 配置 RGB 亮度 → 加载待机界面 六、loop () 主循环(程序无限循环,核心业务逻辑) 整体分为三大分支:待机拦截、识别到人脸、人脸丢失判断 灯光逻辑说明 ID=1(老爷):只改变绿色通道亮度,呈现绿色明暗呼吸; ID=2(小姐):只改变蓝色通道亮度,呈现蓝色明暗呼吸; 渐变区间锁定 30~200,最低亮度不会黑到看不见灯光。 七、A 按键回调函数 onButtonAPressed () 人脸录入功能 操作逻辑:按下 A→屏幕提示采集→3 秒录入→提示录入成功→自动回到待机界面。 八、B 按键回调函数 onButtonBPressed () 开启识别氛围灯 按下 B 后正式进入工作模式,摄像头持续识别人脸、自动控制对应颜色呼吸氛围灯。 九、整体完整运行流程 开机:自动待机,屏幕显示操作提示,RGB 灯全灭,不检测人脸; 录入人脸:对准人脸按 A 键,等待 3 秒采集完成,自动回到待机;第一张人脸 ID=1(绿光),第二张 ID=2(蓝光); 启动氛围灯:按下 B 键,进入识别工作模式; 识别到老爷 ID1:屏幕显示 ID1 绿光提示,RGB 绿色柔和明暗呼吸渐变; 识别到小姐 ID2:屏幕显示 ID2 蓝光提示,RGB 蓝色柔和明暗呼吸渐变; 人脸短暂遮挡、低头、挡脸(3 秒内):灯光持续渐变,不会熄灭、不会切界面; 人脸完全离开镜头超过 3 秒:自动关闭识别,彩灯熄灭,切回干净待机界面; 如需再次使用氛围灯,必须重新按下 B 键启动识别。 十、核心亮点 修复 RGB 亮度参数,解决灯光完全不亮的问题; 3 秒人脸缓冲机制,避免人脸轻微晃动导致灯光反复开关; 不同人脸 ID 匹配专属固定颜色呼吸灯,视觉区分明显; 无阻塞灯光渐变计时,画面流畅不卡顿; 超时自动退出识别,无需手动关闭,回归安静待机; 分层清晰,待机 / 识别 / 人脸丢失三种场景完全隔离,界面不乱跳。 |
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