Gesichtserkennung

Die HuskyLens ist eine KI-Kamera , die sieben verschiedene Computer Vision Algorithmen beinhaltet. Die Kamera wurde von DFRobots entwickelt und bietet einen einfachen Einstieg in die komplexe Thematik der künstlichen Intelligenz.

Kategorie KI
Schwierigkeit fortgeschritten
Zeitaufwand 2 UE
Unterrichts-
fächer
Informatik, LER
Material HuskyLens,
Micro-USB-Kabel, Grove 4-Pin-Stecker, optional USB-Powerbank, ggf. M3-Schrauben und Muttern zum Befestigen
+Los geht's

Vorbereitung

Bevor es mit der HuskyLens losgeht, müssen ein paar Dinge vorbereitet werden und die Firmware auf den neuesten Stand gebracht werden.

Verkabelung:

  1. Verbinde die HuskyLens mithilfe des Micro-USB-Kabels (1) mit dem Computer, um im nächsten Schritt die Firmware zu aktualisieren.
  2. Der Calliope mini wird über den Grove-Konnektor A0 mit dem Grove-Port (2) verbunden.
  3. Um die HuskyLens transportabel zu machen, kann sie sowohl über den USB- als auch dem Grove-Port mit 3,3 - 5 V versorgt werden. Es empfiehlt sich, eine USB-Powerbank zu verwenden, um die HuskyLens möglichst lange zu betreiben.

Wenn die HuskyLens per USB mit Strom versorgt ist, reicht es, die HuskyLens mit den beiden I2C-Datenkabeln SDA (gelb oder grün) und SDL (weiß oder blau) zu verbinden. Ein automatischer Schaltkreis sorgt dafür, dass bei gleichzeitiger Grove und USB-Verbindung allerdings nur die Stromversorgung über den USB-Port verwendet wird.

Firmware installieren:


Gesichter merken/anlernen

Im ersten Schritt wird die HuskyLens angelernt, damit sie später unterschiedliche Gesichter erkennen kann. Mit dem ausgewählten Algorithmus, der in der HuskyLens integriert ist, werden eingelesene Gesichter verarbeitet und die Gesichtserkennung trainiert.

  1. Drücke dazu auf das Rädchen (1) an der HuskyLens und drehe es zur Seite, bis der Algorithmus Gesichtserkennung auftaucht. Drücke das Rädchen (1) erneut, um die Gesichtserkennung auszuwählen.
  1. Alles, was die Kamera als Gesicht identifiziert, wird jetzt mit einem farbigen Rechteck gekennzeichnet. Um mehrere Gesichter gleichzeitig zu erkennen, halte das Rädchen etwas länger gedrückt, bis das zweite Menü auftaucht. Wähle dort Multiple Select aus und speichere die Einstellungen.
  1. Damit die KI sich ein Gesicht merkt, kann der rechte "Lern-Knopf" (2) kurz gedrückt werden, um dem Gesicht eine ID zuzuordnen. Anschließend sollte das Gesicht der gleichen Person als gleiches Gesicht wiedererkannt werden.

Indem der Knopf erneut gedrückt wird, gibt es die Option, das Gesicht wieder zu vergessen. Wenn der Knopf länger gedrückt wird, kann ein Gesicht oder Objekt aus verschiedenen Winkeln und Entfernungen angelernt werden.

Tipp: Suche nach Bildern im Internet, drucke sie aus oder lass die Gesichter deiner Mitschüler:innen anlernen und erkennen. Jedes Mal, wenn statt "Face" ein farbiger Kasten mit einer ID auftaucht, wurde dieses Gesicht bereits gemerkt. Notiere die Namen der Personen in einer Tabelle und ordne sie der jeweiligen ID zu. Diese Zuordnung benötigst du für die Programmierung.


Programm entwickeln

Schaue in den Programmablaufplan und entwickle ein Programm, das…

  • ...eine Liste mit den Namen beinhaltet, die zuvor tabellarisch nach den trainierten Gesichtern aufgeschrieben wurden.
  • ...eine Abfrage, die prüft, ob das Gesicht erkannt wurde und falls ja, den zugehörigen Namen abruft und einen glücklichen Smiley zeigt und falls nicht, einen traurigen Smiley zeigt.
+Tipps und Hilfestellungen
+Ausprobieren und Weiterentwickeln
  • Teste die Kamera aus. Welcher Winkel, welche Belichtung, Distanz und Einstellungen funktionieren gut, welche nicht?
  • Wieviele Gesichter können auf einmal erkannt und abgefragt werden?
  • Gibt es Zwillinge in der Klasse oder ein Beispiel? Können diese von der Kamera auseinandergehalten werden?

High 5! Geschafft weiter gehts mit dem nächsten Projekt:

7-2-Farberkennung