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ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

ズベリーパイカメラモジュール画像処理やりたい人集まれ!

以前はできそうになかったですが今はちょっと違います!

ところで、FTCロボコンとは知ってますか?

FTCロボコンでも今年は画像処理をやるんです。

もう子供たちの技術向上間違いなし!

raspberry-pi-camera ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

 

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ラズベリーパイとは

ラズベリーパイとは小さなコンピュータボードのことで、結構いろいろ”やばい”ことが出来ます。

ラズベリーパイ3を購入後、まだこんな感じでむき出しなので、ちょっとかっこいいケースも付けてみることにします。

raspberrypi-camera-2-480x547 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

 

ラズベリーパイについてくわしいことは、ここから詳細参照お願いします。

ラズベリーパイカメラモジュールとは

 

ラズベリーパイカメラモジュールとはラズベリーパイに付けるこれまたちいさいカメラのことで、USBカメラもUSB経由で使えますが、このラズベリーパイカメラモジュールはラズベリーパイの端子に直でつなげるやつです。

ところで今回使うケースはこんな感じでスタイリッシュです。

raspberrypi-camera-3-480x489 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

今回は激安でゲット出来たのでこのラズベリーパイカメラモジュールをテストしてみます。

激安で買うにはこのハックを使いました。

12ドルで40ドル分の商品を購入できました。(このハックは残念ながらアメリカではもう使えません。)

 

ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?

 

ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理なんてできそうにないのですが、これまた驚き結構行けるみたいです。

毎年この時期にはアメリカでサイエンスフェアという、日本で言う子供の夏休み自由研究の延長みたいなコンテストがあります。

去年は僕の一番下の子供はラズベリーパイとLEDライトを使ってこんなのをやり、州大会で上位になりました。

それで今年は何やるの?と聞いたら、

”今度はラズベリーパイとカメラを使って何かできないかな?”

ということだったので少し本格的に見ていくことにしました。

ラズベリーパイに直でつなげることができるカメラとはこんなに小さいんです。

驚いてひっくり返りそうになりました。。。

raspberrypi-camera-4-480x474 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

 

 

去年のサイエンスフェアはこんな感じでした。初心者としては結構複雑のような気がします。

 

ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理初心者用

 

ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理初心者用としてできるのはずばり”顔認識”です。

face_detection ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

source: pyimagesearch.com

以下のようにサクサクっとやってみます。

必要なものはここから。

 

 

ラズベリーパイカメラモジュールインストール

 

ラズベリーパイカメラモジュールインストールは基本的にカメラをモジュールにケーブルでつなげるだけです。

 

ラズベリーパイOpenCVインストール

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ラズベリーパイOpenCVインストールを次にします。

OpenCVとは画像認識のライブラリで、顔認識の場合はトレーニングデータがもうすでにあるので、すぐさま実行できます。

ラズベリーパイOpenCVインストール自体はここのページが参考になります。

Install guide: Raspberry Pi 3 + Raspbian Jessie + OpenCV 3

 

このサイトは英語でずらずら細かく説明があるのですが、いろいろなソフトのインストール自体はこの箱の内容を上からフォローしてけばとりあえず大丈夫です。

ここから始まります。

1
$ sudo raspiconfig

ここでいい情報はほとんどのところでどれだけ時間がかかるか書いてあることです。

数時間あればすべて終わるような感じです。

raspberry_pi_in_post ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

source: pyimagesearch.com

最後に写真を前に置くとうまく画像認識してくれます。

もちろんあなたの顔でも大丈夫ですよ!

でも読者の中にはこれでも結構面倒だし。。。と言われる方がいると思います。

そういう方はサクサクっとこのサイトを使って終わらせてしまいましょう。

 

FTCロボコン参加!

FTCロボコンは日本ではほとんど馴染みがないと思います。

アメリカでは、ファーストテクチャレンジ、またはファーストテックチャレンジといい、これは日本でも馴染みの深いファーストレゴリーグロボコンの上に当たる少し大きめのロボットをスマホで操縦し(プログラミングはJavaで)、自動操縦、そしてマニュアル操縦をつかって競います。

raspberrypi-camera-6-480x337 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

ファーストテクチャレンジはファーストレゴリーグと同じく世界でもいろいろな中学・高校生の間で流行っている競技です。

メインサイトはここから。

http://www.firstinspires.org/

Youtubeからファーストレゴリーグロボコンはどんなのか見てみましょう。

 

僕は子供が小学2年の頃からコーチの一人としてやっています。

ファーストレゴリーグ、ファーストテクチャレンジの2種目で8年かかって過去2年間の間、世界大会まで出場できるようになりました。

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source: Brainy Bots

ここまで来るには子供たちは地区大会、州大会、そしてファーストテクチャレンジの場合は数州大会をへてやっと世界大会に行くことになります。

ファーストテクチャレンジの場合、世界大会に出場できるのは世界で2万とあるグループの中でほんの1%ほど、ファーストレゴリーグと同じく、ここまで来るのはとても大変です。

raspberrypi-camera-5-480x264 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

source: Brainy Bots

ファーストレゴリーグの場合は日本のグループも参加しており、2年前にはセントルイスの世界大会で日本一のグループのコーチ、子供たちとお話させていただきました。僕の次女はこのグループから侍ハットをもらってとても喜んでいたのを覚えています。

僕らのチーム、Brainy Botsのファイスブックグループに”いいね”をしていただくととってもうれしいです!ありがとうございます。こういうのもあるんだなって感じで参考になればと思います。

raspberrypi-camera-7-480x565 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

source: Brainy Bots

 

FTCロボコン画像処理

 

FTCロボコンでも画像処理を今年はやることになりそうです。

画像処理というのはここ数年かなりホットな研究課題になっていて、日に日にその技術は向上しています。

数年前にマサチューセッツ工科大学(MIT)でMarvin Minsky教授(最近残念なことに亡くなられてしまいました。)の公演を聞いたことがありますが、その時彼は”これだけ優秀な人材が揃って研究しているのに、未だにカメラで犬の写真をみて、パッと犬だと認識できない。”と嘆いておられました。

それから数年、今ではFTCロボコンでも画像認識の初歩を今年は挑戦することになるので、子供たちにとってはとても将来的に役に立つことでしょう。

今年のFTCロボコンの課題はスマホのカメラで近くの壁にある画像認識をし、その画像近くに自動でロボットを移動させアクションをとるという感じで結構高度な情報管理が必要です。

少しやり始めましたが、最初はこんなかんじでX,Y,Z軸の情報を取り入れます。

raspberrypi-camera-8-480x660 ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!

source: Brainy Bots

子供たちはJavaでサンプルコードを動かし、本場の画像認識のトレーニングデータをつくり、カメラで認識できるように試行錯誤します。

日本でも興味のあるかたはファーストレゴリーグ、ファーストテクチャレンジを見てみるのもいいかもしれません。

 

ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!最後に

 

ラズベリーパイカメラモジュールで画像処理?FTCロボコン参加!”を最後まで読んでいただいてどうもありがとうございました。

まとめです。

  • ラズベリーパイカメラモジュールを使うと結構すごいことができる。
  • 画像認識はホットな研究課題。
  • 子供たちがこれらの研究課題の初歩をやるのは素晴らしい経験になる。
  • FTCロボコンはファーストレゴリーグの上のロボット競技。

こちらもオススメ!

アメリカで成功する秘訣」 一覧

 

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    ちなみに僕の今までの状況を言いますと、2007年後半に10年以上滞在したコロラドスプリングスからシンシナティーエリアに引越し。コロラド大学ボウルダー校大学院、テレコミュニケーション科修士課程終了。同校コンピューターサイエンスインターナショナルビジネス・マーケティング科学士課程終了。1998年までに同校初のコンピューターサイエンス科を含む日本人二重専攻達成。アリゾナ州立大学院MBA終了。

    ルーセントテクノロジー、MCI、HP、アジレントテクノロジー、インテルなど大手企業でエンジニアとして働く。片手間に国際アメリカ大学(NAU)、コロラド技術大学(CTU)の教授として、コンピューター関係のクラスを6年ほど教えた経験あり。某メーカーでロボット工学エンジニアとして勤務後、アメリカ屈指の子供病院にて、リサーチIT部門でpetaバイトスケールのデータストーレジ責任者に。現在は子供達のアメリカ高校教育、アメリカ大学進学、またステム教育に興味。ってな感じです。

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