پی‌کسی (Pixy) چیست؟

پی‌کسی (Pixy) چیست؟ | پی‌کسی (Pixy) یا Pixycam یک دوربین پردازش تصویر سریع و هوشمند است که برای شناسایی و دنبال کردن اشیاء طراحی شده است. این دوربین معمولاً در پروژه‌های رباتیک، DIY و آموزشی استفاده می‌شود و می‌تواند به پروژه‌های مختلفی قدم بگذارد.

پی‌کسی (Pixy) چیست؟

دوربین پی‌کسی (دوربین Pixy) قابلیتهای زیادی مانند تشخیص خط و بارکد در کاربردهای رباتیک و پردازش تصویر دارد. ماژول دوربین Pixy CMUcam5 در واقع تنها زمانی خروجی خواهد داشت که شی مورد نظر شما را مشاهده کند. در واقع بر مبنای عملکرد کد رنگ میتواند این تشخیص را انجام دهد. این دوربین که درواقع ماژول پردازش تصویر پیکسی است میتواند برنامه نویسی شما را بسیار راحت تر کند و به راحتی با هر کنترلری نظیر آردوینو ، رزبری پای و بیگل بن بلک ارتباط برقرار کند. همچنین برقراری ارتباط مابین این ماژول و کنترلر از یکی از راه های ارتباطی SPI, I2C, UART, USB و یا خروجی آنالوگ / دیجیتال صورت می پذیرد. الگوریتمهای ردیابی اشیا و تعقیب خط برای این ماژول دوربین توسعه داده شده و کتابخانه هایی جهت استفاده این ماژول با آردوینو، رزبری پای و سایر میکروکنترلرها به صورت متن باز پیاده شده است. جهت آشنایی بیشتر با این مقاله از آموزشگاه خانه رباتیک ایران همراه باشید.

ویژگی‌های اصلی پی‌کسی:

بزخی از ویژگی‌های دوربین پی‌کسی (دوربین Pixy):

۱. شناسایی اشیاء: پی‌کسی می‌تواند اشیاء خاصی را شناسایی کند (مانند رنگ‌ها یا الگوها) و موقعیت آن‌ها را نسبت به دوربین مشخص کند.

۲. سرعت پردازش: این دوربین قادر به پردازش تصویر با سرعت بالا است و می‌تواند تا ۶۰ فریم در ثانیه تصویر را تجزیه و تحلیل کند.

۳. پشتیبانی از اتصالات مختلف: پی‌کسی می‌تواند از طریق USB، UART و I2C به میکروکنترلرها و دیگر دستگاه‌ها متصل شود، که باعث می‌شود استفاده از آن در پروژه‌های مختلف آسان‌تر شود.

۴. برنامه‌نویسی آسان: پی‌کسی معمولاً دارای نرم‌افزارهای رابط کاربری ساده‌ای است که به کاربران کمک می‌کند تا به راحتی تنظیمات دوربین را انجام دهند و تابعیت‌های مورد نظر را بنویسند.

۵. کتاب‌خانه‌های نرم‌افزاری: پی‌کسی دارای کتاب‌خانه‌های نرم‌افزاری است که به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد تا کار با آن را ساده‌تر کنند و قابلیت‌های بیشتری به پروژه‌هایشان اضافه کنند.

کاربردها:

– رباتیک: پی‌کسی در ربات‌های تعقیب‌گر، ربات‌های خطی، و پروژه‌های آموزشی استفاده می‌شود.
– بازی‌های ویدئویی: می‌توان از آن برای ردیابی حرکات بازیکن در محیط‌های واقعی استفاده کرد.
– دستگاه‌های اتوماتیک: در کارگاه‌ها و کارخانه‌ها به عنوان سیستم‌های اتوماسیون و کنترل استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از پی‌کسی:

اصلی‌ترین و مهم‌ترین مزایای استفاده از پی‌کسی:

– کاهش زمان توسعه: وجود نرم‌افزارهای آماده و آسان برای برنامه‌نویسی به کاهش زمان و هزینه‌های توسعه کمک می‌کند.
– کاربرد گسترده: با اینکه پی‌کسی برای پروژه‌های ساده طراحی شده، قابلیت‌های آن می‌تواند در پروژه‌های پیچیده‌تر نیز به کار رود.

شروع کار با پی‌کسی (Pixy)

برای شروع کار با پی‌کسی (Pixy)، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید:

۱. کیت پی‌کسی را تهیه کنید

– ابتدا یک کیت پی‌کسی یا دوربین PixyCam بخرید. معمولاً این کیت‌ها شامل دوربین و کابل‌های لازم برای اتصال به میکروکنترلرها مانند Arduino هستند.

۲. نصب نرم‌افزار

– نرم‌افزار PixyMon: این ابزار به شما کمک می‌کند تا دوربین پی‌کسی را تنظیم کرده و داده‌های دریافتی از آن را مشاهده کنید. شما می‌توانید این نرم‌افزار را از [وب‌سایت Pixy](pixycam.com/downloads) دانلود و نصب کنید.
– کتاب‌خانه Pixy برای Arduino: برای کار با میکروکنترلرها مانند Arduino، از کتاب‌خانه‌های آماده استفاده کنید که معمولاً در همان وب‌سایت یا در مخزن‌های مشابه موجود است.

۳. اتصال پی‌کسی به میکروکنترلر

– پی‌کسی می‌تواند به چندین روش به میکروکنترلر متصل شود (USB، UART و I2C).
– برای اتصال، از کابل‌های ارائه‌شده در کیت استفاده کنید و طبق دستورالعمل‌های موجود در دفترچه راهنما عمل کنید.

 ۴. تنظیمات اولیه دوربین

– با استفاده از نرم‌افزار PixyMon، دوربین را روشن کنید و هدف‌های مورد نظر را مشخص کنید. با این نرم‌افزار می‌توانید اشیاء را شناسایی و رنگ‌های خاص را تعیین کنید.

۵. برنامه‌نویسی

– برنامه خود را با استفاده از کتاب‌خانه‌های پی‌کسی برای میکروکنترلر بنویسید. در زبان‌های برنامه‌نویسی محبوب مانند C++، می‌توانید از مثال‌های موجود در کتاب‌خانه استفاده کنید تا شروع به کار کنید.
– برای مثال، برنامه ساده‌ای بنویسید که نمای دوربین را دریافت کرده و موقعیت شیء شناسایی شده را به نمایش بگذارد.

۶. آزمایش و عیب‌یابی

– پروژه خود را تست کنید و اگر نیاز به تنظیمات اضافی دارید، از نرم‌افزار PixyMon برای اصلاح تنظیمات و بهینه‌سازی شناسایی اشیاء استفاده کنید.

۷. پروژه‌های پیشرفته‌تر

– پس از آشنایی با اصول اولیه، می‌توانید پروژه‌های پیچیده‌تری مانند ربات‌های تعقیب‌گر یا سیستم‌های ردیاب بسازید. به مرور زمان با مطالعه منابع و مستندات بیشتر در این زمینه، تجربه خود را افزایش دهید.

منابع مفید
– [وب‌سایت رسمی Pixy] (pixycam.com)
– [مستندات Pixy] (pixycam.com/docs)
– ویدئوهای آموزشی در یوتیوب درباره پی‌کسی

مقایسه‌ای میان Pixy، OpenMV، آردوینو و رزبری پای

در اینجا مقایسه‌ای دقیق‌تر میان Pixy، OpenMV، آردوینو و رزبری پای ارائه می‌شود. هر یک از این پلتفرم‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که ممکن است برای پروژه‌های مختلف بیمه و مناسب باشند.

ویژگی‌ها	Pixy	OpenMV	آردوینو	رزبری پای
نوع پلتفرم	دوربین پردازش تصویر	دوربین پردازش تصویر میکروکنترلر	میکروکنترلر (بدون قابلیت پردازش تصویر داخلی)	کامپیوتر کوچک
زبان برنامه‌نویسی	برنامه‌نویسی از طریق زبان C و API خاص	Python	C/C++	Python، C، Java و سایر زبان‌ها
روش اتصال	USB، UART، I2C	USB، UART	پورت‌های دیجیتال/آنالوگ	USB، HDMI، GPIO
سرعت پردازش	تا ۶۰ فریم در ثانیه	تا ۳۰ فریم در ثانیه	وابسته به کد و سخت‌افزار	وابسته به سخت‌افزار
قابلیت‌های بینایی	شناسایی و دنبال کردن اشیاء مبتنی بر رنگ و الگو	شناسایی اشیاء، تشخیص چهره، پردازش تصویر	به تنهایی قادر به پردازش تصویر نیست، اما می‌تواند با دوربین‌های دیگر استفاده شود	تشخیص و پردازش پیشرفته با OpenCV و دیگر کتابخانه‌ها
پیچیدگی	ساده و کاربرپسند	متوسط (نیاز به دانش Python)	ساده (برای پروژه‌های ابتدایی)	پیچیده (نیاز به دانش سیستم‌عامل و برنامه‌نویسی)
کاربردها	ربات‌های تعقیب‌گر، پروژه‌های آموزشی	بینایی ماشین، رباتیک، پروژه‌های هوش مصنوعی	کنترل وسایل، پروژه‌های DIY	پروژه‌های پیچیده‌تر، اینترنت اشیا، اتوماسیون خانه، رباتیک
امکانات اضافی	تنظیم آسان با PixyMon	دوربین داخلی و قابلیت اجرای کد بر روی دوربین	امکانات محدود، نیاز به سنسورها و تجهیزاتی دیگر	رابط‌های متنوع ورودی/خروجی، اتصال به شبکه و اینترنت
قیمت	معمولاً پایین نسبت به دیگر دوربین‌ها	معمولاً متوسط	بسته به نوع و مدل متفاوت است	معمولاً متنوع و بسته به مدل

جهت آشنایی بیشتر با آردوینو کیلیک کنید.

جهت آشنایی بیشتر با OpenMV کیلیک کنید.

جهت آشنایی بیشتر با رزبری پای کیلیک کنید.

مقایسه‌ی پی‌کسی (Pixy)، OpenMV، آردوینو،رزبری پای (Raspberry Pi)

۱. پی‌کسی (Pixy):

– مزایا: شناسایی اشیاء ساده و سریع، پیکربندی آسان، مناسب برای پروژه‌های رباتیک آموزشی.
– معایب: محدودیت در قابلیت‌های پردازش تصویر پیشرفته و نوع شناسایی شیء.

۲. OpenMV:

– مزایا: زبان برنامه‌نویسی Python را پشتیبانی می‌کند که برای اکثر توسعه‌دهندگان آشنا و آسان است. قابلیت‌های پیشرفته بینایی ماشین.
– معایب: نیاز به دانش برنامه‌نویسی (Python) و محدودیت در نیازمندی‌های سخت‌افزاری.

۳. آردوینو:

– مزایا: استفاده آسان و متعدد از آن برای کنترل سخت‌افزار، اکوسیستم بزرگ کتابخانه‌ها و پشتیبانی از مجتمع‌های مختلف.
– معایب: خود به تنهایی توانایی پردازش تصویر ندارد و برای کار با دوربین‌ها به تجهیزاتی دیگر نیاز دارد.

۴. رزبری پای (Raspberry Pi):

– مزایا: پردازش تصویر پیشرفته با OpenCV، قابلیت‌های برنامه‌نویسی بیشتر با زبان‌های متنوع، پشتیبانی از پروژه‌های پیچیده و اتصالات شبکه.
– معایب: برای مبتدی‌ها ممکن است پیچیده باشد و نیاز به دانش فنی بیشتری دارد.

نتیجه‌گیری
– برای کاربردهای ابتدایی در شناسایی اشیاء و رباتیک، پی‌کسی گزینه مناسبی است.
– اگر به دنبال پروژه‌های پیشرفته‌تر و یادگیری ماشین هستید، OpenMV انتخاب خوبی خواهد بود.
– آردیونو برای کنترل سیم‌کشی و سنسورها عالی است و می‌تواند با دیگر دوربین‌ها ترکیب شود.
– رزبری پای بهترین انتخاب برای پروژه‌های پیچیده و نیاز به پردازش تصویر و اتصالات شبکه است.

انتخاب بهترین پلتفرم

برای پردازش تصویر، انتخاب بهترین پلتفرم بستگی به نیازهای خاص پروژه‌تان دارد. در اینجا به بررسی مزایا و معایب هر یک از پلتفرم‌ها در زمینه پردازش تصویر می‌پردازیم:

۱. پی‌کسی (Pixy)

– مزایا:

– سادگی: پی‌کسی به‌خوبی برای شناسایی اشیاء با رنگ یا الگو طراحی شده است و تنظیم آن از طریق نرم‌افزار PixyMon آسان است.
– عملکرد سریع: می‌تواند تا ۶۰ فریم در ثانیه تصویر را پردازش کند.
– کاربرد در رباتیک: بسیار مناسب برای پروژه‌های رباتیک که نیاز به شناسایی سریع اشیاء دارند، مانند ربات‌های تعقیب‌گر.

– معایب:

– قابلیت‌های پردازش تصویر محدودتری نسبت به سایر پلتفرم‌ها دارد و نمی‌تواند پردازش‌های پیچیده‌تر مانند تشخیص چهره یا پردازش تصویر پیشرفته انجام دهد.

۲. OpenMV

– مزایا:

– پشتیبانی از Python: کتاب‌خانه‌های قدرتمند برای پردازش تصویر و یادگیری ماشین وجود دارد. می‌توانید از الگوریتم‌های پیشرفته‌تر استفاده کنید.
– قابلیت پردازش تصویر: امکان انجام تشخیص چهره، شناسایی رنگ، بازیابی تصویر و بسیاری دیگر از پردازش‌های پیشرفته.
– هزینه پایین و اندازه کوچک: نسبت به دیگر امکانات، این دستگاه مقرون‌به‌صرفه است و از فضای کمی استفاده می‌کند.

– معایب:

– ممکن است پیچیدگی بیشتری در برنامه‌نویسی نیاز داشته باشد (اگرچه Python معمولاً آسان است).

۳. آردوینو

– مزایا:

– ساده: برای پروژه‌های ساده و کنترل تجهیزات بسیار مفید است.
– تجهیزات جانبی: مناسب برای پروژه‌های DIY که به سنسورهای دیگر احتیاج دارند.

– معایب:

– خود به تنهایی هرگز پردازش تصویر انجام نمی‌دهد و نمی‌تواند به طور مستقیم با دوربین‌ها برای پردازش تصویر کار کند. باید با دوربین‌های USB یا دیگر ماژول‌های پردازش تصویر ترکیب شود.

۴. رزبری پای (Raspberry Pi)

– مزایا:

– قدرت پردازش بالا: به‌عنوان یک کامپیوتر کامل، می‌تواند سیستم‌عامل‌های مختلف را اجرا کند و به راحتی می‌توان از کتابخانه‌هایی مانند OpenCV برای پردازش تصویر استفاده کرد.
– پشتیبانی از پروژه‌های پیچیده: می‌توانید از هر زبانی که می‌خواهید استفاده کنید و کتابخانه‌های مختلف را به کار گیرید.

– معایب:

– برای پروژه‌هایی که فقط به پردازش تصویر انجام می‌دهند، ممکن است نسبت به Pixy یا OpenMV هزینه بیشتری داشته باشد و به دانش بیشتری نیاز دارد.

نتیجه‌گیری

– اگر پروژه شما نیاز به شناسایی یکنواخت اشیاء و رباتیک ساده دارد، پی‌کسی بهترین انتخاب است.
– برای پردازش تصویر پیچیده‌تر، یادگیری ماشین یا نیاز به پردازش تصویر پیشرفته، OpenMV یا رزبری پای گزینه‌های برتری خواهند بود.
– OpenMV برای پروژه‌های ساده و میان‌رده با پردازش تصویر بهتر است، در حالی که رزبری پای برای پروژه‌های بزرگتر و نیازمند به پردازش‌های سنگین و پیچیده‌تر بسیار مناسب است.