Курс «Программирование дронов на Python». 3 часа. Включает x4 проекта. Компьютерное зрение

• Курс по программированию дронов на Python.  

• Изучение основ работы дрона, компонентов и движений.  

• Создание захватывающих проектов, включая беспилотник для наблюдения и дрон, следующий за линией.  

• Курс подходит для новичков, акцент на практической реализации.  

• Использование специального дрона, но 80% материала применимо к любому дрону.  

• Призыв к подписке и лайкам.  

• Дроны стали популярными благодаря развитию технологий и удешевлению двигателей.  

• Используются в различных коммерческих секторах, таких как фотография, кинопроизводство, наблюдение и доставка.  

• Дроны бывают разных форм и размеров, включая квадрокоптеры, гексакоптеры и октокоптеры.  

• Основные компоненты дрона: рама, двигатели, пропеллеры, контроллер электродвигателя, плата распределения питания, контроллер полета, аккумулятор, приемник, камера, видеопередатчик и датчики.  

• Рама из углеродного волокна легкая и прочная.  

• Используются щеточные и бесщеточные двигатели, последние более эффективны.  

• Пропеллеры создают подъемную силу, вращение двигателей.  

• Контроллер электродвигателя управляет скоростью вращения двигателей.  

• Платы распределения питания питают все компоненты от батареи.  

• Контроллер полета решает, как должны вращаться двигатели, основываясь на данных датчиков и приемника.  

• Аккумулятор питает все компоненты, должен быть легким и эффективным.  

• Приемник и Bluetooth передают сигналы между пультом и дроном.  

• Камера и SD-карта для хранения данных.  

• Видеопередатчик передает видео на пульт или мобильный телефон.  

• Датчики измеряют высоту, местоположение и ускорение.  

• Дрон может двигаться с четырьмя степенями свободы: вверх, вниз, влево, вправо, вперед, назад и вращение.  

• Подъемная сила двигателей создает фазовое поступательное движение.  

• Уменьшение оборотов двигателей для движения в разных направлениях.  

• Использование двух пропеллеров, вращающихся в противоположных направлениях, для предотвращения вращения дрона.  

• Tello Drone от Rise, содержит технологии DJI и Intel.  

• Компактный беспилотник с камерой, способный снимать видео 720p.  

• Программируемый, управление по Wi-Fi без внешних подключений.  

• Две антенны обеспечивают стабильную передачу видео.  

• Время полета около 13 минут, дальность полета до 100 метров.  

• Варианты наборов: обычный и большой, для обучения.  

• В комплекте: одна батарея, дополнительные пропеллеры и защита.  

• Большой набор включает три батареи и концентратор для зарядки.  

• Подключение дрона к Wi-Fi и обновление прошивки.  

• Проверка работы дрона: взлет, движение вперед, назад, вращение, подъем и спуск.  

• Возможность приземления нажатием кнопки или вручную.  

• Дрон предназначен для внутреннего использования, но требует осторожности.  

• Важно помнить о других людях и своем окружении.  

• После установки безопасности можно переходить к программированию.  

• Для программирования используется язык Python.  

• Установка Python и IDE PyCharm.  

• PyCharm рекомендуется для разработки на Python.  

• Загрузка и установка PyCharm.  

• Добавление Python 3.7 в путь.  

• Запуск PyCharm и создание нового проекта.  

• Установка библиотеки для взаимодействия с дроном DJI Tello.  

• Подключение к дрону и проверка заряда батареи.  

• Использование функций дрона для получения высоты и температуры.  

• Примеры команд для перемещения и поворотов дрона.  

• Использование сторонних библиотек для более сложных движений.  

• Запуск программы и проверка подключения к Wi-Fi.  

• Автоматическое подключение к интернету и проверка заряда батареи.  

• Управление дроном с помощью команд "вперед", "назад", "вверх", "вниз" и "влево-вправо".  

• Использование радиоуправления для контроля скорости и направления движения.  

• Написание команд для полета вперед, назад, вверх, вниз и вращения.  

• Важность правильной последовательности команд для корректного приземления.  

• Пример полета и приземления дрона с использованием радиоуправления.  

• Создание нового файла для захвата изображений с дрона.  

• Использование библиотеки OpenCV для изменения размера изображений.  

• Пример обработки изображения с дрона и его отображение в окне.  

• Проверка подключения дрона и начало захвата изображений.  

• Демонстрация процесса захвата и обработки изображений с дрона.  

• Обсуждение задержек и предупреждений при обработке видео.  

• Создание модуля keypress для управления дроном с клавиатуры.  

• Модуль keypress будет запускать команды с клавиатуры и выполнять базовые движения дрона.  

• Импорт библиотеки pygame для работы с клавиатурой.  

• Создание функции init для инициализации окна pygame.  

• Указание размера окна и вызов функции init.  

• Написание функции getkey для получения нажатий клавиш.  

• Проверка нажатий клавиш с помощью цикла for и атрибутов pygame.  

• Создание функции main для тестирования модуля keypress.  

• Проверка нажатий клавиш и вывод результатов в окно игры.  

• Импорт модуля keypress в новый файл.  

• Использование функции getkey для проверки нажатий клавиш.  

• Импорт библиотек для работы с дроном.  

• Проверка батареи и подключение к дрону.  

• Создание функции getinput для проверки нажатий клавиш.  

• Определение параметров для управления дроном: влево, вправо, вперед, назад, вверх, вниз, скорость.  

• Проверка положения клавиши на клавиатуре.  

• Определение скорости движения в зависимости от положения клавиши.  

• Использование переменных для упрощения кода.  

• Использование клавиш WASD для движения вперед, назад и влево-вправо.  

• Применение переменных для упрощения кода.  

• Использование "вверх" и "вниз" для движения вверх и вниз.  

• Определение направления вращения по часовой и против часовой стрелки.  

• Настройка значений скорости для движения и вращения.  

• Использование return для возврата значений.  

• Добавление функций для взлета и приземления.  

• Использование клавиш "e" и "q" для этих действий.  

• Проверка работы функций и стабильности системы.  

• Подключение и запуск беспилотника.  

• Проверка работы системы и заряда батареи.  

• Импорт кода для управления клавиатурой и захвата изображений.  

• Объединение двух кодов для управления и захвата изображений.  

• Создание оператора if для сохранения изображений.  

• Использование уникального имени для каждого изображения.  

• Добавление задержки для предотвращения многократного сохранения.  

• Проверка работы системы при движении и захвате изображений.  

• Настройка задержки для предотвращения многократного сохранения.  

• Возникла ошибка, требуется перезагрузка дрона.  

• Дрон был выключен, нужно включить его снова.  

• Подключение и запуск дрона.  

• Дрон может двигаться вперед и поворачиваться.  

• Возможность делать снимки и перемещаться вокруг.  

• Возможность создавать захватывающие проекты, комбинируя управление клавиатурой и захват изображений.  

• Объяснение одометрии: использование скорости и угловой скорости для определения координат.  

• Преобразование расстояния и угла в декартовы координаты.  

• Пример с виртуальной сеткой и движением дрона.  

• Расчет расстояния при движении вперед.  

• Расчет угла при вращении.  

• Объяснение, как найти координаты при одновременном движении и вращении.  

• Пример с дроном, движущимся и вращающимся одновременно.  

• Расчет координат через каждую единицу времени.  

• Пример с координатами через одну секунду.  

• Создание нового файла для отображения координат.  

• Включение управления с клавиатуры и отображение движения дрона.  

• Запись параметров скорости и угловой скорости.  

• Пример с ручной проверкой значений скорости.  

• Объяснение интервала и его влияния на координаты.  

• Возможность самостоятельной проверки и тестирования.  

• Идея создания более точной модели для более совершенных дронов.  

• Обсуждение возможности построения графика для анализа работы OpenCV.  

• Создание изображения черного цвета для использования в графике.  

• Импорт библиотеки NumPy для работы с матрицами.  

• Создание матрицы нулей размером 1000x1000x3 для цветного изображения.  

• Объяснение использования целых чисел без знака для значений матрицы.  

• Создание функции draw для рисования точек на изображении.  

• Рисование круга на изображении с использованием функции draw.  

• Импорт библиотеки cv2 для работы с OpenCV.  

• Настройка параметров для рисования круга: радиус, цвет и толщина.  

• Запуск программы для отображения графика.  

• Настройка окна вывода и добавление названия.  

• Увеличение размера круга для лучшего отображения.  

• Определение конечных значений x и y для построения графика.  

• Настройка значений для изменения при нажатии клавиш.  

• Обновление значений угла и расстояния при каждом нажатии клавиши.  

• Преобразование координат в декартовы для отображения графика.  

• Импорт и использование библиотеки math для математических вычислений.  

• Проверка и исправление ошибок в коде.  

• Запуск программы и проверка ее работы.  

• Добавление задержки для улучшения плавности движения.  

• Добавление точек для отображения траектории.  

• Создание пустого списка для хранения точек.  

• Добавление значений в список точек для отображения траектории.  

• Необходимо добавить цикл для обработки точек.  

• Использование цикла для перебора точек и их печати или рисования.  

• Исправление ошибки с аргументом кортежа.  

• Вычисление координат и расстояний для точек.  

• Определение смещения для размещения текста.  

• Корректировка направления вращения для правильного отображения.  

• Настройка скорости движения и угловой скорости.  

• Проверка и корректировка значений для корректной работы.  

• Завершение кода для отображения текста и координат.  

• Проверка и исправление ошибок в значениях.  

• Тестирование работы программы на реальном беспилотнике.  

• Рассматривается отслеживание лиц на беспилотнике.  

• Возможность отслеживания любых объектов, а не только лиц.  

• Необходимость движения вперед и назад, а также вращательного движения.  

• Если объект кажется маленьким, беспилотник должен двигаться вперед.  

• Если объект кажется большим, беспилотник должен двигаться назад.  

• Определение зеленой зоны, в которой беспилотник не двигается.  

• Беспилотник должен всегда находиться в центре изображения.  

• Пример с человеком, который не находится в центре кадра.  

• Беспилотник должен вращаться, чтобы объект оказался в центре.  

• Проблема с инерцией при остановке вращения.  

• Беспилотник продолжает двигаться после остановки вращения.  

• Решение: снижение скорости по мере приближения к центру.  

• Метод PID для управления скоростью вращения.  

• Описание работы PID контроллера.  

• Использование метода PID в реализации отслеживания лиц.  

• Создание нового файла для отслеживания лиц.  

• Импорт библиотек OpenCV и NumPy.  

• Запуск веб-камеры и интеграция с Tello.  

• Запуск веб-камеры с использованием OpenCV.  

• Получение изображения и отображение его на экране.  

• Ожидание нажатия клавиши для продолжения.  

• Использование веб-камеры для отслеживания лица.  

• Создание функции "найти лицо" и передача изображения.  

• Использование метода Виолы-Джонса для обнаружения лиц.  

• Загрузка каскада граней из официального сайта OpenCV.  

• Преобразование изображения в оттенки серого.  

• Настройка параметров для обнаружения лиц.  

• Создание списка всех обнаруженных лиц.  

• Определение центральной точки и площади лица.  

• Рисование прямоугольника вокруг лица.  

• Проверка правильности распознавания лица.  

• Настройка координат центра и площади лица.  

• Добавление значений в списки для дальнейшего анализа.  

• Проверка наличия значений в списках.  

• Определение максимального значения площади.  

• Возврат значений cx, cy и площади.  

• Определение функции для отслеживания лица.  

• Настройка диапазона движения беспилотника.  

• Определение условий для движения вперед и назад.  

• Проверка правильности работы алгоритма.  

• Подготовка к следующему этапу отслеживания.  

• Определение количества шагов вперед и назад.  

• Условие для движения вперед при обнаружении объекта.  

• Условие для движения назад при слишком большом или малом объекте.  

• Введение PID-контроллера для управления скоростью беспилотника.  

• Объяснение работы PID-контроллера и его настройка.  

• Ограничение скорости до 100 единиц.  

• Передача команд беспилотнику через значения PID.  

• Пример команды для беспилотника.  

• Тестирование и настройка алгоритма.  

• Определение ширины изображения и его размера.  

• Настройка параметров для улучшения работы алгоритма.  

• Добавление функции безопасности для приземления беспилотника.  

• Настройка функции взлета для поднятия беспилотника.  

• Тестирование и корректировка параметров для улучшения работы.  

• Создание линии, которая будет следовать за дроном.  

• Идея проекта основана на роботе, который следит за линией.  

• Представление дрона, который следует за линией.  

• Робот движется вперед, когда датчики включены.  

• Робот поворачивается, когда достигает точки с доступными датчиками.  

• Использование двоичных файлов для записи состояний датчиков.  

• Использование зеркала для просмотра вниз.  

• Разделение изображения на три части для определения линии.  

• Преобразование изображения в три сенсорные зоны для дрона.  

• Проблема с большим количеством комбинаций при использовании пяти зон.  

• Необходимость перевода дрона для правильного следования линии.  

• Определение центра вращения для правильного поворота дрона.  

• Создание строки для обработки изображений.  

• Использование веб-камеры и листа бумаги формата А4 для создания дорожки.  

• Импорт необходимых библиотек и настройка веб-камеры.  

• Использование цикла while true для получения изображения с веб-камеры.  

• Изменение размера изображения до 480x360.  

• Переворачивание изображения для беспилотника Telod.  

• Использование цветового метода для поиска пути.  

• Преобразование изображения в цветовое пространство HSV для облегчения поиска цветов.  

• Создание функции для преобразования изображения в HSV.  

• Получение значений минимума и максимума насыщенности и оттенка.  

• Использование сценария для определения этих значений.  

• Преобразование RGB в HSV и настройка значений.  

• Создание маски для отображения только белых участков.  

• Использование значений HSV для создания маски.  

• Отображение только белых участков на изображении.  

• Преобразование изображения в ограничивающий прямоугольник для нахождения центральной точки.  

• Создание функции для получения контуров и нахождения центральной точки.  

• Преобразование изображения в ограничивающий прямоугольник.  

• Нахождение центральной точки и перевод изображения.  

• Использование контуров для нахождения пути.  

• Определение контуров и их рисование.  

• Настройка цвета и толщины контуров.  

• Ошибки и их исправление.  

• Поиск контура изображения по порогу.  

• Проблемы с белыми областями на краях.  

• Увеличение изображения для проверки.  

• Использование метода контуров для выбора самого большого контура.  

• Преобразование точек в ограничивающую рамку.  

• Нахождение центра и рисование точек.  

• Определение центра изображения.  

• Использование метода для указания роботу двигаться к центру.  

• Проверка на отклонение и указание роботу двигаться влево или вправо.  

• Разделение изображения на три части для использования с тремя датчиками.  

• Использование библиотеки numpy для разделения изображения.  

• Проверка корректности разделения и создание цикла для показа изображений.  

• Подсчет пикселей для определения состояния изображения.  

• Определение порогового значения для включения или выключения изображения.  

• Умножение порогового значения на общее количество пикселей для определения состояния.  

• Изображение делится на три части.  

• Умножается ширина на высоту для определения общего количества пикселей.  

• Если общее количество пикселей больше или меньше порогового значения, отправляется сообщение.  

• Значения датчиков добавляются в виде нулей и единиц.  

• Пример: если датчик равен 110, его значение будет 110.  

• Значения датчиков используются для управления беспилотником.  

• Функция отправки команд для перевода беспилотника.  

• Перевод осуществляется с помощью значений "слева" и "справа".  

• Используется функция numpy для ограничения перевода.  

• Проверка состояния датчиков для определения кривой.  

• Кривая используется для управления ротацией беспилотника.  

• Веса кривой определяются в зависимости от значения датчика.  

• Объяснение кривых и их значений.  

• Отправка команд для перевода и ротации беспилотника.  

• Возможность настройки и тестирования различных параметров.  

• Копирование и вставка кода для захвата изображения.  

• Удаление ненужных элементов и подготовка к работе с беспилотником.  

• Установка точки на взлете и копирование изображения.  

• Переворачивание изображения для прямого отображения.  

• Тестирование и настройка беспилотника.  

• Легкий и хрупкий дизайн камеры.  

• Прикрепление камеры к беспилотнику.  

• Проверка работы камеры и ее размера.  

• Проблемы с углом наклона камеры.  

• Решение проблемы с помощью скотча.  

• Проверка работы после корректировки угла.  

• Появление черной области на экране из-за зеркала.  

• Решение проблемы с помощью скотча.  

• Проверка работы после корректировки.  

• Проблемы с контуром и цветом.  

• Использование камеры беспилотника для подбора цвета.  

• Переключение на камеру беспилотника и подбор цвета.  

• Переворачивание изображения для правильного отображения.  

• Проверка и корректировка белого цвета.  

• Включение и тестирование системы.  

• Проверка кривых и их значений.  

• Тестирование работы системы.  

• Заключение и подготовка к запуску.