用树莓派做一个刷脸开锁的保险箱
标签：树莓派
飞鱼BH1JSS 发布于 2015-03-16 16:19
还在用密码与钥匙就能保护你的贵重物品，你的脸就是开启保险箱的钥匙！这个教程就是教你如何运用Raspberry Pi和Pi Camera打造一个“刷脸开锁的保险箱。
这个教程的软件是开源的OpenCV函式库算法。Raspberry Pi是完美的平台，因为它能够执行OpenCV，而且体积够小，可以放进几乎任何地方。
原文作者： Tony DiCola ， David Scheltema
原文链接：http://makezine.com/projects/make-40/face-recognition-treasure-safe/
所需材料
Raspberry Pi B型Ver2.0
Raspberry Pi摄像头模块
玩具保险箱：我们选择Schylling所售的钢质警报保险箱，亚马逊网站有售，尺寸约9英寸×8英寸×6英寸。
标准舵机：注意需要180度舵机
电池盒，4×AAA
按钮开关
电阻，10kΩ，1/4W
万用板（也叫洞洞板）
排针（大约需要11个）
母对母跳线
铁片边角料：大小约2英寸×8英寸。
螺丝和螺母，#6-32英寸×3/4英寸（2）
尼龙柱，内径1/8英寸×1/2英寸：你可以拿不要的钢珠笔来切成适用长度。
扎带
所需工具：
电钻和钻头
烙铁与焊锡
铁片剪
老虎钳
锤子
凿子或高速旋转切割工具，手电钻什么的
中心冲
锉刀
螺丝起子
铆钉枪和铝铆钉，1/8英寸×3/16英寸
Step 1： 把Raspberry Pi固定在门上
在保险箱门内找出适合安装Raspberry Pi的位置，不要离锁太近。
用记号笔在Raspberry Pi的2个孔洞位置作记号，然后小心钻出1/8英寸大小的孔洞。
用螺丝、尼龙柱和螺帽将Raspberry Pi固定在门上。
Step 2： 接上舵机臂
选择适合的舵机臂，并依照图片上的方法切割。
折弯或切掉锁头上突出的部分，使其可以自由转动。
切掉舵机的旋臂，并用热熔胶黏在锁头的中心。
Step 3： 制作舵机支架
这个步骤制作出来的支架应该适用於任何保险箱。
切一片1英寸×8英寸的铁片，在中间量出一个可以装上舵机的长方形大小。
把铁片放在工作台上，用凿具挖出长方形的孔洞，再用锉刀打磨边缘。
测试支架可不可以套上舵机和悬臂。如图所示照着锁的上下缘折弯铁片，让它覆盖保险箱的锁头。用老虎钳固定铁片再开始弯折，如果铁片不容易弯折，可以用小铁锤辅助。
铁片两端钻出1/8英寸的孔洞。
Step 4： 固定舵机
将支架放在保险箱门的内侧，用记号笔在2个孔洞的位置作记号，在门上钻出2个1/8英寸的孔洞。
接着在支架上钻4个1/8英寸的孔洞。
用扎带将舵机固定在支架上。
用铆钉把支架固定在保险箱的门上。
Step 5： 安装摄像头
要凿孔安装摄像头之前，先确认孔洞位置和连接线的距离适中。
在门上钻一个1/4英寸的孔，用方形锉刀打磨孔洞好让摄像头镜头可以放进去。
用双面胶固定摄像头电路板。
Step 6： 安装按钮
钻一个1/2英寸的孔来安装按钮。这个按钮是用来按下快门拍摄照片的。
Step 7： 连接电子元件
参考上面的图片，把排针和10KΩ电阻焊到万用电路板上。
把舵机的信号线连接到Raspberry Pi的GPIO脚位18上，把舵机的电源线和接地线接到电池盒的正负极。
把按钮的一条导线接到GPIO脚位25上，并在连接Raspberry Pi的3.3V电源接脚的路径上串联一个10K电阻。
把另一端连接上Raspberry Pi的接地端
把电池负极接到Raspberry Pi的接地端。
Step 8： 布置USB传输线
保险箱内部有一个电池座给舵机供电，现在还需要另外一个电池座给Raspberry Pi供电。
在保险箱后侧下方角落钻一个孔，大小刚好可让Raspberry Pi的USB传输线穿出。
注意：按钮的红色和黑色电线不用连接，它们是拍照时才需要的。
Step 9： 下载软件
在Github中输入wget指令来下载软件：
wget https://github.com/tdicola/pi-facerec-box/archive/master.zip
解压缩下载好的master.zip：
unzip master.zip
变更工作路径：
cd pi-facerec-box-master
输入安装程序码来安装软件：
sudo ./install_dependencies.sh
注意：这个程序会检查Raspbian是否为Testing（Jessie）版本，并询问是否要升级。安装时间约1小时。
Step 10： 安装Raspberry Pi摄像头模块
输入raspi-config程序码，选择camera module，再按下enable，就能开启摄影模块的功能：
sudo raspi-config
重新启动后，就可以支持摄像头模块了。除非之后想要更改设定，不然之后都不用再设定就可以使用摄像头模块。
Step 11： 调校面部识别功能
在Raspberry Pi的终端机指令列中，进入安装软件目录中，并执行指令来启动调校程序码脚本：
sudo python capture-positives.py
按下保险箱上的钮，让摄像头拍一张照片，指令脚本会试着检测拍摄影像中的一张脸，并以“正确”影像储存于./training/ positive子目录中。
这个过程会花费10分钟左右，让认证系统记住你的脸。
每当影像输入后，会被储存在capture.pgm.资料夹中。你可以用图片编辑软件开启，检查摄像头的拍摄图档，确保你的脸真的可以被成功检测。
接着再按下按钮，拍摄5张不同角度、不同光线的脸部照片。上面的图就是我拍摄的照片。
小窍门：用图片查看软件看CAPTURE.PGM档案，可以看到Raspberry Pi摄像头拍下的照片，再到./TRAINING/NEGATIVE目录中查看无法解锁的照片范例（来自AT&T的面部识别资料库）。
最后，执行指令处理正确和错误的训练影像，训练面部识别演算法，而这部分大概会花费10分钟左右：
python train.py
Step 12： 舵机设定
启动程序码获取舵机上锁和开锁的脉宽数值：
sudo python servo.py
根据屏幕上的指示输入不同的脉宽数值（范围1000到2000）来测试锁头上锁和开锁的位置。
检测到适当的数值之后，编辑config.py并把LOCK_SERVO_UNLOCKED和LOCK_SERVO_LOCKED的数值修改成刚刚测试好的数值。
Step 13： 开始刷脸吧！
执行指令，保险箱将会自动上锁：
sudo python box.py
保险箱会自动上锁，等到有人按下钮，就会开始拍照并进行使用者面部识别。如果辨识结果正确就会解锁，再按一次钮就可以上锁。
Step 14： 故障排除
如果面部识别结果不是很理想，你可以再多训练几次，拍更多正确的照片，或是把config.py档案里的POSITIVE_THRESHOLD值改高，扩大其辨识的误差范围。
如果你需要强迫解锁，只要执行servo.py输入解锁舵机旋臂的位置即可。
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楼主能加你微信吗？13723776917想跟你合作一下
我就是奇怪为什么两条新评论的提示一直存在？
点进去看看具体内容，再看看提示还在吗？很抱歉让您体验不好，我们这边也让技术人员复查一下：）
不错
很不错呀。有机会去试试！
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