Real-time Pan/Tilt gezichtsvolging op een Raspberry Pi – Praktische Gids

Met een bescheiden investering van tijd en $25 in onderdelen, kun je een Raspberry Pi omtoveren in een lichtgewicht, real-time pan/tilt-webcam die gezichten volgt. Door OpenCV gezichtsdetectie, twee hobby-servos en de servoblaster-driver te combineren, kan de Pi de camera gecentreerd houden op een onderwerp met een framerate sneller dan één beweging per seconde.

Stap 1: Hardware Verkrijgen

Wat je nodig hebt:

• Raspberry Pi – Model A of B werkt; de nieuwere Model A (of Pi Zero) is volstaan.
• Pan/tilt-beugel (vele gratis ontwerpen op Thingiverse)
• Twee hobby-servos (bijv. SG90 of MG995)
• GPIO lintkabel
• Pi-compatibele webcam (ik gebruikte een Logitech C210)

Ervan uitgaande dat je al een Pi en een webcam bezit, kosten de extra onderdelen ongeveer $25.

Stap 2: Je Raspberry Pi Voorbereiden

Gebruik de officiële Raspbian OS (hard-float) en houd het geüpdatet. Overklokken naar 800 MHz kan de extra CPU-ruimte geven die je nodig hebt voor real-time detectie, maar wees je bewust dat het stabiliteit kan verminderen.

Installeer OpenCV voor Python:

sudo apt-get install python-opencv

Download en installeer servoblaster, de servo-driver van Richard Hirst:

git clone https://github.com/richard-hirst/servoblaster.git cd servoblaster make install_autostart

Optioneel: Configureer een timeout zodat de driver na een seconde inactiviteit stopt met pulsen sturen. Voeg deze regel toe aan /etc/modules:

servoblaster idle_timeout=1000

Start de driver:

sudo modprobe servoblaster

Camera-aanpassingen: Dankzij Gmoto voor het inzicht dat het aanpassen van de uvcvideo-module latentieproblemen oplost. Voer deze commando's eenmaal per boot uit of voeg ze toe aan /etc/modules:

rmmod uvcvideo modprobe uvcvideo nodrop=1 timeout=5000 quirks=0x80

Stap 3: De Rig Monteren

Volg de beugelinstructies, monteur de servos, en bevestig de webcam aan de bovenkant van de beugel (tape werkt prima). Sluit de camera aan op de USB-poort van de Pi; een gevoede USB-hub is optioneel maar kan helpen als de camera meer stroom trekt.

Stap 4: De Servos Aansluiten

Servoblaster koppelt servo-0 aan GPIO 4 en servo-1 aan GPIO 17. De typische servodraden zijn:

• Rood – +5 V
• Bruin/Zwart – GND
• Control – signaallijn

Gebruik de lintkabel om de controledraden aan de juiste GPIO-pins te koppelen. De code behandelt servo-0 als pan (links-rechts) en servo-1 als tilt (omhoog-omlaag).

Servos voeden: Kleine hobby-servos kunnen vaak direct gevoed worden van de 5 V GPIO-pins van de Pi, maar grotere of meer veeleisende modellen kunnen een externe 5 V–6 V voeding vereisen. Sluit de servo +5 V en GND aan op de externe voeding, koppel dan de externe GND aan een Pi GPIO grondpin.

Stap 5: Het Volgprogramma Draaien

Download het meegeleverde PiFace.py script, plaats het op de Pi, en voer uit:

cd /path/to/PiFace.py python PiFace.py

OpenCV draait gezichtsdetectie op 320×240 resolutie, zoekend naar rechterprofiel, linkerprofiel en frontale gezichten. De servos passen aan met een snelheid sneller dan een keer per seconde, de camera gecentreerd houdend op het gedetecteerde gezicht.

Bekijk de demovideo's gelinkt in het originele artikel voor referentie.