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ガードアイシステム＋ ～Guard Eye System+～2024年開発中

最近，自宅の庭に不審者が入り込んだり，ニュースでは農産物が窃盗、鳥獣被害等いろいろなことが起きています。

いつどこで誰（人，鳥獣等）が何をしているかわからないまま被害に合うのが嫌だなと思い，不審者の検知、鳥獣を検知＋追い払いをするための

ガードアイシステム＋～ Guard Eye System+ ～

を考えてみました。(2023年開発物に2019年MFT作品を追加したものを作成するので，昨年の作品名にプラス＋をつけてます）


今回は、鳥獣ジャマー機能をカメラ付きRaspberry Pi zero W＋モバイルバッテリー＋太陽光パネル＋散水装置の構成にて，守りたい範囲をカメラで撮影し，鳥獣が来たら散水で追い払う機能を実装し、カメラ画像無線LAN経由にて，Jetson TX2が撮影画像を取得し，鳥獣判定して，散水して農作物等守るものとし、検知したものはメールでアラート送信する。
2023年開発機能は姿勢推定の手の位置が特定の範囲に入った場合、メールでアラート送信する。
といったものとなります。

主な部品は以下のようになっております。

　　　　　　　　　　　　　部品名　　　　　参考URL個数
Raspberry Pi zero Whttphttps://raspberry-pi.ksyic.com/1個
マクセル株式会社 モバイル充電バッテリー USB1+TypeC1ポート 10000mAh 充電用ケーブル付 ブラック MPC-CBC10000PBKhttps://a.r10.to/hY3BIa1枚
Raspberry Pi HD Pi NoIRカメラボード PiNoir Camera Module V2https://amzn.to/467D4El
FlexSolar ミニソーラーパネル 6W 5V 高性能単結晶 ソーラーパネルhttps://amzn.to/3Ciey6K1個
Jetson TX2古いためもう販売してない1個
USBカメラモジュール 赤外線カメラ usb 9712チップ赤外線ナイトビジョンライト IRカメラモジュール 1280×720 30 fps 56°カメラセンサーモジュールhttps://x.gd/pfoJH1個
[EnergyPower] 赤外線ライト SA6-IR 940nm不可視タイプ 赤外線照射距離40メートル 照射角60度 業務用赤外線投光器 防水防塵 明るさセンサー自動点灯 防犯・監視カメラ用 セキュリティ ナイトショット・暗視撮影用照明 IRライト LED 屋外・アウトドア対応https://x.gd/HaQ001個

【機能】

  • 撮影機能（USB赤外線カメラJetson直つなぎ，Raspberry Pi zero W＋赤外線カメラ）
  • 給電＋充電（モバイルバッテリー＋太陽子パネル）
  • 姿勢推定（Jetson TX2）
  • 鳥獣ジャマー（Jetson TX2：物体検知，Raspberry Pi zero W：散水装置操作）
  • メール送信（Jetson TX2）

本内容にてMaker Faire Tokyo 2024に申し込む予定です。

申請が通れば展示したいと考えています。

ガードアイシステム ～Guard Eye System～開発中

最近，自宅の庭に不審者が入り込んだり，ニュースでは農産物が窃盗にあったりと物騒な世の中になってきました。いつどこで誰が何をしているかわからないまま被害に合うのが嫌だなと思い，不審者を検知するためのガードアイシステム～ Guard Eye System ～を開発中です。

屋外にカメラ付きRaspberry Pi zero W＋モバイルバッテリー＋太陽光パネルの構成にて，守りたい範囲をカメラで撮影し，
カメラ画像無線LAN経由にて，Jetson TX2が撮影画像を取得し，姿勢推定処理にて，手の位置がどこにあるのかを把握し，農作物等守りたいものあるところに手が来たら検知するシステムとなります。

とりあえずは，プロトタイプ開発ということで，主な材料として以下の内容をそろえました。Jetson TX2は，もう古くて中古ぐらいでしか手に入らなそうです。売ってても昔の販売価格以上のお値段になっているようです。

　　　　　　　　　　　　　部品名　　　　　参考URL個数
Raspberry Pi zero Whttphttps://raspberry-pi.ksyic.com/1個
マクセル株式会社 モバイル充電バッテリー USB1+TypeC1ポート 10000mAh 充電用ケーブル付 ブラック MPC-CBC10000PBKhttps://a.r10.to/hY3BIa1枚
Raspberry Pi HD Pi NoIRカメラボード PiNoir Camera Module V2https://amzn.to/467D4El
FlexSolar ミニソーラーパネル 6W 5V 高性能単結晶 ソーラーパネルhttps://amzn.to/3Ciey6K1個
Jetson TX2古いためもう販売してない1個

【機能】

  • 撮影機能（Raspberry Pi zero W＋赤外線カメラ）
  • 給電＋充電（モバイルバッテリー＋太陽子パネル）
  • 姿勢推定（Jetson TX2）
  • メール送信（Jetson TX2）

【実験】

姿勢推定を昨年度のMaker Faire Tokyo2022の設営動画にて実験

大体，姿勢推定できているなという結果になりました。

本内容にてMaker Faire Tokyo 2023に申し込む予定です。

申請が通れば展示したいと考えています。

Maker Faire Tokyo 2022 のうぐらぼ／NogueLab の出展準備＋α

2022/9/2　雨の中，前日入りしてある程度の準備をしてきました。

準備後，前日の会場を散歩してみました。

2022/9/3　開催日初日。設営準備と会場散歩からの展示会開催へ。

2022/9/4　開催日二日目。準備と会場散歩からの展示会開催へ。

出展物の説明動画＋ご質問，ご意見含めた内容を現在編集中。

編集終わり次第アップいたします。

Maker Faire Tokyo 2022 のうぐらぼ／NogueLab 出展!!　2022/09/04

ご来場いただきました皆様ありがとうございました。二日目も無事完了致しました。

2日間を通して，100件ほどのご質問やご意見をいただき，今後の開発に励めそうなほど色々とインプットがあり，引き続き頑張ろうという気がわいてきております。

また，今回の展示物に関しては，展示物の説明，これまでいただいているご質問，ご意見をまとめ動画にしてまとめたいと思います。

I-04-05 水耕栽培オアシスシステム 〜H2O (Hydro Harvest Oasis) System〜 で展示していた資料は以下のURLからダウンロードできます。
https://nogue-lab.com/paper/MFT2022_paper.pdf

【展示の様子】

Maker Faire Tokyo 2022 のうぐらぼ／NogueLab 出展!!　2022/09/03

ご来場いただきました皆様ありがとうございました。初日，無事完了致しました。

明日も引き続き展示しておりますので，お近くにお越しの際は，お気軽にお立ち寄りください。

I-04-05 水耕栽培オアシスシステム 〜H2O (Hydro Harvest Oasis) System〜 で展示していた資料は以下のURLからダウンロードできます。
https://nogue-lab.com/paper/MFT2022_paper.pdf

水耕栽培オアシスシステム 〜H2O (Hydro Harvest Oasis) System〜

今回の展示のプロトタイプは，少し変更・追加があり，以下のようになりました。

　　　　　　　　　　　　　部品名　　　　　参考URL個数
岩崎工業 スクリュートップキーパー1500ml 深型 B-2276KNhttps://amzn.to/45QfvAr1個
ペルチェ素子 TEC1-12706DC12V 6A (Yiteng)https://amzn.to/3ZjkpUc1枚
Raspberry Pi 4 Model B 8GBhttps://amzn.to/3rfnkk31個
Raspberry Pi 4 ケース, 超薄型アルミニウム合金ケースhttps://amzn.to/3PAhcMG1個
アルミサークル 0.5mmX100Φ ブラック C-6039 (久宝金属製作所)https://amzn.to/461wD641個
ADS1115 4チャンネル 16ビット I2C ADC モジュール (HALJIA)https://amzn.to/3rdQ1Oi1個
高放熱ギャップ・フィラー 高放熱シート
100mm×100mm×厚さ2mm WW-GAP-B20 (ワイドワーク)		https://amzn.to/3PdP6p31枚
リレーモジュール (ELEGOO)https://amzn.to/468EWg71個
水温センサ DS18B20 (DiyStudio)https://amzn.to/45GueOd1個
エアーポンプ (Sehrgutjp)https://amzn.to/48gNaoC1個
温湿度センサ HTU21D（2022年変更）https://amzn.to/3LlARNS1個
水中ポンプhttps://amzn.to/3ZdNIaA1個
Anker PowerPort Speed 4（2022年追加）https://amzn.to/44L2F561個
ELP Webカメラ 1MP 防犯カメラ 屋外 防水 カメラUSB 720P H.264 赤外線ナイトビジョン USBドームカメラ（2022年追加）https://amzn.to/44TlWkR1個

【機能】

  • 水耕栽培用の水温調整（ペルチェ素子）
  • 水への酸素供給（エアーポンプ）　※デモでは，USB電源から直接電源供給
  • 水の補給（水中ポンプ）
  • 水温チェック（水温センサ）
  • 温湿度チェック（温湿度センサ）
  • 取得したデータのグラフ化（Raspberry Pi4 Model B）
  • ホームページへの掲載（Raspberry Pi4 Model B）

【展示の様子】

Maker Faire Tokyo 2019 のうぐらぼ／NogueLab 出展!!　2019/08/04

Maker Fiare Tokyo 2019の二日目(2019/08/4)も鳥獣ジャマー＋IoT家庭菜園（Vermin Jammer + IoT Vegetable Garden）を展示しました。

二日目も展示を見に来ていただけるお客様が多く，またIBM Cloudに代わるよいものなどの紹介もあり，来年に向けて調べていきたいと思いました。

「のうぐらぼ」の展示をご覧いただいた皆様，出展にあたり，ご協力いただいた会社同僚，関係者の皆様，本当にありがとうございました。m(_ _)m

来年は，農業の工作にもつながる，釣り関連の電子工作などができたらいいなと考えてます。

いろいろと調べなければ．．．

Maker Faire Tokyo 2019 のうぐらぼ／NogueLab 出展!!　2019/08/03

Maker Fiare Tokyo 2019の初日(2019/08/3)にて，鳥獣ジャマー＋IoT家庭菜園（Vermin Jammer + IoT Vegetable Garden）を展示しました。

展示物をご覧いただいた皆さまありがとうございました。

今年は，昨年の開発物（鳥獣ジャマー）にIoT家庭菜園（IBM Cloudに温度，湿度，土壌湿度の各センサ情報を送って，グラフ表示）と異常検知時のBluetoothによるLED電球の操作処理を展示物として揃えた。

結果としては，昨年同様にたくさんの人に来ていただき，また，色々な情報を得ることができた。

まずは初日ですが，一日お疲れさまでした。また，同僚の3名にはご協力いただき，本当に感謝です。

とりあえず，本日の締めは，肉を食って終わりました。

明日も東京ビッグサイト西３，４の I-08-04 のうぐらぼ／NogueLabにて， 鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園 を展示しておりますので，お近くにお寄りの際は，見に来てください。よろしくお願いいたします<(_ _)>

電子工作：鳥獣ジャマー＋IoT家庭菜園

鳥獣ジャマー（ Maker Faire Tokyo 2018の展示物 ）に温湿度センサ，土壌湿度センサ，IBM Cloudを用いて簡易的な状態を管理できるデモを作成した。

図１　鳥獣ジャマ＋IoT家庭菜園ープロトタイプ

①ノートパソコン OR Raspberry Pi3： 全体の処理はPythonで行い，OpenCVの画像処理による鳥獣の検知，シリアル通信にて，各種センサ情報を取得，取得したセンサ情報，鳥獣の検知情報は，IBM Cloudに送信する。

②野菜：家庭菜園で育てる野菜。

③温湿度センサ：DHT11 temperature and humidity sensor module。

④土壌湿度センサ：YL-69 soil moisture sensor。

⑤鳥獣除け：畑では水を撒く装置を使うが，今回のデモでは，MABUCHI RF-500TB ソーラーモーター０２を使用。

⑥BLE電球：異常検知時のお知らせ，また，室内の場合は，LEDで野菜を育てるのに使用する。KAWAYOU LED電球を使用。

⑦Arduino：温湿度センサ，土壌湿度センサを操作し，値を取得してシリアル通信にて結果をパソコンへ送信する。

⑧Arduino+MOTOR SHIELD：ソーラーモーターを回すのに使用する。

⑨USBカメラ：野菜の状況を監視するために使用する。ELP Webカメラ 1MP 防犯カメラ 屋外 防水 カメラUSB 720P H.264 赤外線ナイトビジョン USBドームカメラを使用。

⑩IBM Cloud：各種センサ情報，異常検知情報を収集し，状態を監視することができる。

鳥獣ジャマー＋IoT家庭菜園のプロトタイプの動作状況は，動画１の実験動画のようになっている。


動画１　鳥獣ジャマー＋IoT家庭菜園

【開発言語】

Python：全体の処理、画像処理，シリアル通信，IBM Cloudとの通信にて使用。

Visual C#：BLE電球の操作に使用。

C言語：Arduinoのプログラムにて使用。

【成果】

Maker Faire 2018では動体検知処理を入れていたが，今回はそれを抜き，物体の認識処理のみで大体の検知はできることを確認した。

各種センサ情報,異常検知情報をIBM Cloudにアップし，サイト上で状況を確認できた。

【今後の作業】

  • ⑦，⑧の無線化（Bluetoothによる無線化）
  • 現在はノートPC上での動作のため，Raspberry Pi3への移植
  • 実際に野菜を育て

【その他】

Maker Faire Tokyo 2017で展示した植物生育診断装置の改良に着手したいなと思う今日この頃。

トリリオンノードが売り出されたら各種装置の小型化を目指したい。

Maker Faire 2019に通りました。8/3，8/4に展示する予定です。

電子工作：鳥獣ジャマー

農作物等の鳥獣被害に対して，OpenCVを用いて動体検知をして，散水機等で追い払うシステムを作れないかなと考え，図１の構成にて，プロトタイプを作ってみた。

図１　鳥獣ジャマープロトタイプ

①ノートパソコン or Raspberry Pi3：Python，OpenCVにて画像処理，シリアル通信を行い，動体検知，動体を脅かすモノの操作を行う

②Arduino uno rev3：シリアル通信にて送られてきたメールに従い，トリガの操作を行う。プロトタイプでは，サーボモータ（SG90）を操作し，スポンジボールガンの引き金を引く

③USBカメラ：動体を取得するためのカメラとなる

④動体を脅かすモノ：プロトタイプでは，サーボモータ（SG90）にて，スポンジボールガンを放つ。（最終的には，散水機等を作成し，鳥獣に水をかけ脅かすなどをしたいと考えている）

⑤動体：デモでは，熊のぬいぐるみを動かしているが，最終的には，あらゆる鳥獣，虫等を学習データを用いて検知したいと考えている。

鳥獣ジャマーのプロトタイプの動作状況は，動画１の鳥獣ジャマープロトタイプ実験動画のようになっている。

動画１　鳥獣ジャマープロトタイプ実験動画

今回開発したプログラムは，Pythonで作成した。

Pythonでは，OpenCVを使用し，以下のフローにて処理を行っている。

  1. USBカメラの画像を取得
  2. 動体の輪郭を抽出
  3. 輪郭の面積が一番大きく，一定以上の大きさ場合，輪郭の重心を表示
  4. ターゲットの中心の赤枠内に，輪郭の重心が表示されたのをトリガとし，スポンジボールを発射する

【成果】

結果として，動画にあるように，動体を検知し，スポンジボールを当てることができた。

【今後の作業】

今後は，以下の点を改善したいと考えている。

  • 自宅の庭で，散水装置を作り，プロトタイプと組み合わせる
  • 猫を鳥獣対象とし，猫の画像にて学習を行い，猫の場合のみ散水する

【その他】

今年度のMaker Faireはこの内容と昨年度展示した魚キャッチセンサーの無線版，植物生育診断装置を改良したもので申請してみたいと考えてます。

※5/31に申請が通りました(*^▽^*)

MFTokyo2018に向けてしっかりと作りこんでいきたいと思います。