基于树莓派和深度学习技术的智能遥控车的设计与实现

2022-09-10

一、研究背景

智能遥控车主要解决的需求就是众多父母或者家长, 因为工作或者其他原因在孩子成长的阶段不能陪在身边或者仅仅因为在工作或者出差的时候想念自己的宝宝, 这样就可以随时通过系统查看家中宝宝的情况, 还可以利用定时拍照或者摄像功能, 查看之前的记录, 父母还可以通过手机APP内的社区同其他家长分享。智能遥控车利用现代人工AI功能, 可以设置拍摄情景和拍摄条件, 比如利用表情识别功能在宝宝哭或者笑的时候开始拍摄, 在宝宝发出声音的时候进行拍摄等等, 充分利用了现代AI技术。

二、现状分析

通过调研分析, 家长对宝贝的通信主要有以下三种方式:

(1) 微信方式, 父母通过微信平台与宝贝进行视频或语音。这种方式没有实现对视频资料的实时存储;或者由家中的爷爷奶奶拍摄好视频发送到父母的手机上;父母缺乏实时性对宝贝的看护。微信提供建群功能, 提供家长进行交流, 但是缺乏数据资料的分析、整理和保存, 不方便家长对历史数据的查看与分析。 (2) 360度智能旋转摄像头, 通过网络设备链接手机APP进行实时监控, 这种方式摄像头存在死角且不能跨空间看护, 移动性不灵活。不能提供家长交流平台[1]。 (3) WEB端交流方式, WEB端提供的论坛、贴吧、博客等方式提供父母相互交流的平台, 方便家长对宝贝育儿经验的查询, 但是WEB端的数据量太大并且没有准确的分析, 很容易把家长导入误区, 影响婴儿的成长。WEB端不能提供对宝贝的实时看护[2]。就目前来看, 缺少一种专业的系统指导家长对宝贝的健康成长和教育。智能小车是物联网技术的一种应用, 通过手机端APP利用无线网路远程控制树莓派智能小车, 使小车实时完成一系列的动作并记录宝贝生活情况。APP提供用户交流平台供家长分享育儿经验, 通过大数据技术分析婴儿不同阶段的成长教育情况, 根据“千人千面”原则向家长推送育儿经验[3]。

三、研究意义

智能遥控车是物联网技术的一种应用, 通过手机端APP利用无线网路远程控制树莓派智能小车, 使小车实时完成一系列的动作并记录宝贝生活情况。APP提供用户交流平台供家长分享育儿经验, 通过基于深度学习的人工智能技术, 实现通过表情或者声音的情景拍照条件, 还可以通过大数据技术分析婴儿不同阶段的成长教育情况, 根据“千人千面”原则向家长推送相关育儿产品。

智能遥控车实现了家长对宝贝的实时关爱, 家长通过手机完成对宝贝成长的记录;解决了视频监控的死角问题, 及时360度旋转监控也存在死角, 基于树莓派的小车可搭载360度旋转摄像头进行全方位拍摄;提供了家长交互平台, 手机APP为家长提供了育儿交流平台, 可以分享图片, 制作电子相册等。并应用大数据技术进行数据分析, 实现了“千人千面”的针对性方式指导育儿方法;改变了传统的孕婴店运营模式, 系统通过应用大数据技术分析, 根据用户的实际需求针对性推送产品, 做到真正的急人所需。

四、主要技术

(一) 软件技术

React Native (简称RN) 是Facebook于2015年4月开源的跨平台移动应用开发框架, 是Facebook早先开源的UI框架React在原生移动应用平台的衍生产物, 目前支持i OS和安卓两大平台。RN使用Javascript语言, 类似于HTML的JSX, 以及CSS来开发移动应用, 因此熟悉Web前端开发的技术人员只需很少的学习就可以进入移动应用开发领域。

微信小程序。简称小程序, 缩写xcx, 英文mini program。是一种不需要下载安装即可使用的应用, 它实现了应用“触手可及”的梦想, 用户扫一扫或者搜一下即可打开应用。也体现了“用完即走”的理念, 用户不用关心是否安装太多应用的问题。

(二) 硬件技术

树莓派小车:采用raspberry pi主板, 自动产生wifi热点高清摄像头2自由度转向云台;采用双层亚克力材质车盘。配套视频讲解和源代码, 原理图, , 集成多功能拓展板, Wi Fi控制、视频传输, 3路循迹, 双红外避障, 超声波摇头避障;支持android、i OS、windows系统五心好平送参考安卓和PC源码。

树莓派2代的Model B采用Broadcom BCM2836 900MHz的四核So C, 1GB内存, 是新一代开拓者, 兼容1代B+。但相比之下, 树莓派2的性能提升6倍, 内存翻了一番。Raspberry Pi2不仅能跑全系列ARM GNU/Linux发行版, 而且支持Snappy Ubuntu Core及Windows 10[1]Io T Core (物联网版本) 。

360度全景摄像头:360度全景摄像头可无盲点监测覆盖面积400左右平方米, 设有一个鱼眼镜头, 拥有360度全景视图。一台360度全景摄像头可以取代多台普通的摄像机, 做到了无缝监控, 实现了监控新应用, 应用于各个领域, 其中包括监所, 政府机关, 银行、社会安全、公共场所、文化场所等。

五、总结

基于树莓派和深度学习技术的智能遥控车通过直播-拍照-分享等, 建立起社交闭环, 利用宝贝这个枢纽, 将家长们可以聚集起来通过社区或者微信朋友圈分享宝贝美图。宝贝成长的文字、图片、视频等资料上传到云端, 家长通过云端查看宝贝成长记录。云端存储的宝贝资料, 可利用大数据分析监控宝贝健康数据, 这些数据可以提供给家长作为育儿下阶段的参考。

摘要：随着社会工作压力的增加, 越来越多的父母由于工作没有时间照顾子女, 为了能够记录子女的成长情况父母想尽了各种办法, 但效果总是差强人意。智能遥控车是利用树莓派和手机平台建立一个记录婴幼儿成长过程的智能遥控运动小车, 通过小车上面的高清摄像头, 对婴幼儿进行拍照或者录像, 使用移动端设备遥控操作小车进行移动, 拍摄的照片和视频将会实时传送到云服务器。这种方式能够保证数据的实时性并有效的保存数据, 解决了父母对子女远程互动。

关键词：树莓派,云服务器,智能小车