Upgrade to Pro — share decks privately, control downloads, hide ads and more …

Pythonではじめる農業ロボット開発

Makoto Koike
November 20, 2021

 Pythonではじめる農業ロボット開発

#2021/11/20 PyCon mini Shizuoka 2021

Makoto Koike

November 20, 2021
Tweet

More Decks by Makoto Koike

Other Decks in Technology

Transcript

  1. お前誰よ 小池 @ike_jpn • キュウリ農家 • もぐりの組み込みエンジニア • Pythonでやってること ◦ 機械学習(時系列データ分析・画像認識)

    ◦ プロトタイプ開発全般 • 最近やってること ◦ 農業に使えるモノづくり! ◦ 減速機付きロボットアーム作りたい! <キュウリ等級判別装置の開発> <自作ロボットアーム(開発中)>
  2. • スマート農業 • 自動化&効率化 農具を作るの楽しい Data Analysis sensing Auto mation

    ハウス環境センサ 培地重センサ ボイラー稼働モニタ 等級選別の自動化 灌水自動化 データドリブン な経営判断 もともと農家は 自ら農具を作ってきた!
  3. myCobot 280 Elephant Robotics社 myCobot 280 DoF : 6 Payload

    : 250g Working radius : 280mm M5Stackで制御可能 https://www.elephantrobotics.com/en/mycobot-en/ より
  4. myCobotのセットアップ • 台座を付ける • ファームウェアの書き換え ◦ MyStudioを使ってTransponderを書き込む ◦ (参考)「myCobotのすべて」からあげ氏 ▪

    https://zenn.dev/karaage0703/books/3be6bad93b0c8e • pymycobotのインストール $pip install pymycobot 開発用PC myCobot serial on USB
  5. ロボットの眼 Intel RealSense L515 depth range    : 0.25 -

    9.0m depth resolution : 1024x768 RGB resolution  : 1920x1080 ※残念ながら2022年2月をもってL,F,Tシリーズはディ スコンになることがIntelよりアナウンスされました 代わりにDシリーズを使ってとのことです. https://www.intelrealsense.com/message-to-customers/
 

  6. RealSenseによる座標系の検出(2) • ARマーカによる回転&平行移動ベクトルの計測 corners, ids, _ = cv2.aruco.detectMarkers(color_image, aruco_dict) _,

    rvec, tvec = cv2.aruco.estimatePoseBoard(corners, ids, board, camera_matrix, dist_coeffs) • カメラ内部パラメータの取得 import pyrealsense2 as rs ~割愛~ profile = pipeline.start(config) camera_profile = rs.video_stream_profile(profile.get_stream(rs.stream.color) intrinsics = camera_profile.get_intrinsics() camera_matrix = np.array([[intrinsics.fx, 0, intrinsics.ppx], [ 0, intrinsics.fy, intrinsics.ppy], [ 0, 0, 1]]) dist_coeffs = np.array(intrinsics.coeffs) 座標軸の回転ベクトル,平行移動 ベクトルが取得できる
  7. 座標を可視化すると捗る • 3次元座標変換の計算結果が確認できるといろいろ捗る • OpenGLを使ったグラフィック表示
 http://pyglet.org/ • クロスプラットフォームのマルチメディア ライブラリ •

    使い方はrealsenseのサンプルコード参照 https://github.com/IntelRealSense/librealse nse/blob/master/wrappers/python/example s/pyglet_pointcloud_viewer.py
 

  8. RealSenseで投影・逆投影 # 3次元カメラ座標系->2次元depth画像座標系 p0 = rs.rs2_project_point_to_pixel(depth_intrinsics, points[0]) # ライン右端 p1

    = rs.rs2_project_point_to_pixel(depth_intrinsics, points[1]) # ライン左端 # 2次元depth画像座標系->3次元カメラ座標系 points = rs.rs2_deproject_pixel_to_point(depth_intrinsics, [x, y], d)
  9. myCobotの動かし方(1) • 各関節の角度と移動速度を指定すればよい from pymycobot import MyCobot, utils port =

    utils.detect_port_of_basic() cobot = MyCobot(port, 115200) cobot.sync_send_angles([0., 120., -140., 120., 90., 90.], 30) 各関節の角度:[J1, J2, J3, J4, J5, J6] 移動速度  : 0~100 【注意点】慣れるまではゆっくり動かすこと. ・指を挟みます(それほど痛くはないがビックリします) ・アームが勢いをつけて机にぶつかったりもします
  10. myCobotの動かし方(2) • 結構ガバい ◦ 指定した位置にきっちり止まるとは限ら ない • 目的の角度に到達するまで動かし続ける angles =

    cobot.get_angles() # 現在角度の取得 if angles != target_angles: ~目標角度を強める~ cobot.sync_send_angles([j1, j2, j3, j4, j5, j6], 30)
  11. まとめ • Pythonでロボットアームを動かすことができた ◦ ロボットの眼  ⇒ RealSense : pyrealsense2 ◦ ロボットアーム ⇒ myCobot

    : pymycobot • 単純にロボットアームは超楽しい! ◦ キュウリを持ち上げた時には感動すら覚えた ◦ いろいろな作業をやらせてみたい