Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Mobil Donkey Otonom: AI TensorFlow MobileNetV2 untuk Pengumpulan Sampah

Bangun mobil RC otonom yang mendeteksi dan mengumpulkan sampah menggunakan TensorFlow SSD MobileNetV2 pada Raspberry Pi 3 dan Pi Camera.

Ringkasan Proyek

Panduan ini menunjukkan cara mengubah mobil RC standar (Raspberry Pi + Pi Camera) menjadi pengumpul sampah otonom. Solusi ini bergantung pada dua jaringan saraf ringan: satu untuk deteksi objek real-time dan yang lain untuk kontrol arah dan gas. Karena RAM dan CPU Pi 3 yang terbatas hanya dapat menjalankan satu model pada satu waktu, kami bergantian antara deteksi dan pengemudi dengan cara time-sliced.

Ide inti adalah melatih model untuk mengenali tong sampah dan kemudian mengemudi mobil menuju mereka, mengumpulkan sampah secara otonom.


Mengidentifikasi komponen mobil dan laptop

Proyek ini memiliki dua fase utama:

  1. Deteksi Objek – Jaringan konvolusif sederhana memproses umpan Pi Camera menggunakan TensorFlow dan OpenCV.
  2. Kloning Perilaku – Mobil belajar untuk menavigasi secara otonom dengan meniru input arah dan gas manusia. Sensor tambahan (ultrasonik, GPS, IMU 6-DOF) memperkaya data pelatihan dan telemetri.

Pendahuluan

MobileNetV2, dirilis pada 2019, dirancang untuk perangkat terintegrasi. CPU Raspberry Pi 3 dapat dengan nyaman menjalankan MobileNetV2 SSD, berbeda dengan varian YOLO yang lebih berat yang memerlukan RAM berlebihan.

Mencoba menjalankan VGG16 (≈350 MB bobot) gagal di Pi, menegaskan kebutuhan akan model yang lebih ramping. Transfer learning dengan MobileNetV2 SSD yang telah dilatih sebelumnya memberikan akurasi tinggi dengan jejak minimal.

Modifikasi Hardware

Kendaraan dasar adalah mobil RC Magnet, yang kami retrofit menjadi chassis DonkeyCar. Perubahan utama meliputi:

Kendaraan yang selesai sekarang mencakup:

Semua data sensor dicetak waktu dan dicatat melalui framework tub untuk memperkaya dataset pelatihan.

Pengaturan Perangkat Lunak

Stack perangkat lunak minimal namun kuat: TensorFlow, OpenCV, dan beberapa utilitas Python. Berikut adalah panduan pemasangan langkah demi langkah.

1. Instal TensorFlow, OpenCV, dan Dependensi

pip install tensorflow[pi] pip install matplotlib raspberry sudo apt-get install libjpeg-dev libtiff5-dev libjasper-dev libpng12-dev sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev sudo apt-get install qt4-dev-tools pip3 install opencv-python 

TensorFlow memerlukan format model sendiri; oleh karena itu kami menggunakan repositori model TensorFlow resmi dan mengatur PYTHONPATH sesuai:

git clone --recurse-submodules https://github.com/tensorflow/models.git export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/home/pi/tensorflow1/models/research:/home/pi/tensorflow1/models/research/slim 

2. Instal Compiler Protocol Buffers

ProtoBuf diperlukan untuk memuat bobot MobileNetV2 SSD.

sudo apt-get install autoconf automake libtool curl wget https://github.com/google/protobuf/releases/download/v3.5.1/protobuf-all-3.5.1.tar.gz tar -zxvf protobuf-all-3.5.1.tar.gz cd protobuf-3.5.1 ./configure make make check sudo make install cd python_export python3 setup.py build --cpp_implementation python3 setup.py test --cpp_implementations sudo python3 setup.py install --cpp_implementation export PROTOCOL_BUFFERS_PYTHON_IMPLEMENTATION=cpp export PROTOCOL_BUFFERS_PYTHON_IMPLEMENTATION_VERSION=3 sudo ldconfig protoc --version 

3. Integrasi IMU dan GPS

Tambahkan MPU6050 ke meta.json dan manage.py untuk menangkap data akselerasi dan giroskop:

{"inputs": ["cam/image_array", "user/angle", "user/throttle", "user/mode", "imu/acl_x", "imu/acl_y", "imu/acl_z", "imu/gyr_x", "imu/gyr_y", "imu/gyr_z"], "types": ["image_array", "float", "float", "str", "float", "float", "float", "float", "float", "float"]} 

Instal library Python yang diperlukan:

sudo apt-get install python3-smbus pip install mpu6050-raspberrypi pip install RPi.GPIO 

4. Langkah Akhir

Setelah menginstal semua dependensi, nonaktifkan lingkungan virtual apa pun dan reboot Pi:

deactivate sudo shutdown -h now 

Mobil sekarang siap menjalankan SSD MobileNetV2 untuk deteksi objek dan model kloning perilaku untuk pengemudi otonom.

Kesimpulan

Dengan menggabungkan jaringan saraf ringan dengan integrasi sensor yang kuat, Raspberry Pi 3 dapat dengan andal mendeteksi dan mengumpulkan tong sampah, membuka jalan untuk solusi pengumpulan sampah otonom yang dapat diskalakan dan hemat biaya.

Proses manufaktur

  1. Perencanaan Gerakan Real-Time untuk Kendaraan Otonom di Lingkungan Perkotaan: Studi Prototipe Skala Kecil
  2. Transformasi Operasi & Pemeliharaan: Panduan Praktis untuk Perencanaan yang Efektif
  3. Menyiapkan Masa Depan Otonom: Bagaimana Pemilik Armada Bisa Unggul
  4. Bagaimana 5G Mengubah Mobil Terhubung: Kecepatan, Keamanan, dan Fitur Cerdas
  5. Keselamatan Pertama: Bagaimana Eropa Melihat Mobil Terkoneksi Masa Depan
  6. 7 Tips Penting Operasi Kolektor Debu Aman: Melindungi Pekerja dan Lingkungan
  7. Sistem Pelacakan Gerakan 3D Canggih: Sensor Generasi Berikutnya untuk Teknologi Otonom
  8. Sistem Pengisian Daya Swarm Drone Otonom: Memperpanjang Waktu Misi dengan UGV
  9. Daimler dan BMW Preokupan Aliansi Strategis untuk Teknologi Kendaraan Otonom
  10. Continental Perkenalkan Solusi Kendaraan Otonom Canggih untuk Masa Depan Mobilitas