可觸發(fā)拍照的“電子眼”

謝作如

說起“電子眼”，司機們都不陌生。遍布城市各道路路口的“電子眼”（如圖1），在維護交通秩序的工作中發(fā)揮了重要的作用。但是我并不是要討論“電子眼”原理之類的問題，而是嘗試用攝像頭來做一個“電子眼”，研究如何實現(xiàn)可觸發(fā)拍照。

● 觸發(fā)拍照的條件分析

“電子眼”的核心功能在于觸發(fā)拍照。但是如何觸發(fā)呢？不同的觸發(fā)條件，要采用的解決方案肯定是不一樣的。如果僅僅希望按下鼠標或者鍵盤就拍照，我們隨便找一款支持拍照或者截圖功能的攝像頭軟件就能實現(xiàn)，如下頁圖2所示的是支持拍照功能的“Juncy魔鏡之家”工作界面。

順便提一下，makey makey和酷樂宅都可以模擬鼠標、鍵盤的動作，結合“魔鏡之家”之類的攝像頭軟件，我們完全可以不用編程，就能實現(xiàn)用戶觸碰一下任何可以導電的物體，隨之攝像頭自動保存照片的功能，其原理如下頁圖3所示。

當然，使用makey makey做觸發(fā)拍照太簡單了，沒有挑戰(zhàn)性。因此，我選擇用各種傳感器來感知種種常見的觸發(fā)事件，如用紅外熱釋電傳感器判斷是否有人來，用紅外測障判斷是否出現(xiàn)某種物體，或者用聲音傳感器來觸發(fā)，只要有聲音，就拍照。要實現(xiàn)這類條件的觸發(fā)，自然而然要用到Arduino這一神器了。

● 作品原理分析

按理說拍照應該用照相機，通過快門線來控制照相機也并非很困難。但是考慮到普適性，用高清攝像頭來實現(xiàn)比較方便。

本作品的工作原理如圖4所示。從制作材料看，大致需要傳感器、Arduino、計算機和攝像頭。

我選擇了紅外熱釋電傳感器（如圖5）。這一傳感器能檢測人或動物身體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器，輸出開關信號，可以應用于各種需要檢測運動人體的場合。在淘寶上，這種傳感器的價格在20～50元之間。

● 電腦端的攝像頭編程

Processing是由MIT媒體實驗室美學與運算小組開發(fā)的一款專為設計師和藝術家使用的編程語言，以交互為特色。Processing可以通過串口和Arduino進行互動，同時支持攝像頭的視頻編程，用來實現(xiàn)觸發(fā)拍照比較容易。

Processing的下載地址：http：//www.processing.org，是一個綠色軟件，解壓就可以使用。

首先要導入兩個庫，processing.video為攝像頭的庫，processing.serial則為串口通訊的庫。因為Processing庫的使用一般都比較簡單，所以代碼并不復雜。具體的代碼如下頁圖6所示。

為了讓Processing保存的圖片不會被覆蓋，我寫了一個getfile（ ）函數(shù)，用系統(tǒng)時間和程序運行時間組成一個有規(guī)律的文件名。

注意：如果你直接運行上述的代碼，Processing可能會給出錯誤提示。一般來說，是因為你的計算機沒有串口設備引起的，安裝Arduino的驅動后就可以正常運行。

● Arduino端的觸發(fā)器制作

觸發(fā)器其實就一個傳感器加Arduino核心板。為幫助大家打開思路，在左表中我選擇了幾個常見的傳感器進行說明。當然，如果要實現(xiàn)比較復雜的條件判斷，可能需要更多的傳感器組合。

如果僅僅是單個傳感器，Arduino的編程是很簡單的。只要在高電平的狀態(tài)下，發(fā)送1給Processing即可。用ArduBlock、Mixly等圖形化編程軟件，都能實現(xiàn)這樣的功能。我將紅外熱釋電傳感器接到Arduino的4號引腳，具體的代碼如下頁圖7所示。

● 效果測試和優(yōu)化

將程序下載到Arduino后，就可以測試了。下頁圖8為程序界面，下頁圖9為定時拍攝并保存的照片。

需要提醒大家的是，照片拍攝的質量和攝像頭像素和速度有關系。據(jù)說市場上已經有幀數(shù)高于150/秒的攝像頭。從功能上看，我們已經完成了預設的目標，實現(xiàn)了類似“電子眼”的觸發(fā)拍照。如果把代碼遷移到樹莓派之類的迷你PC里，這個作品就有了一定的應用價值。其實，利用Processing強大和簡介的視頻處理庫，我們還可以做更多和攝像頭相關的應用，如延時攝像、定時攝像，等等，請關注下一期的文章。