顏射貓咪！一個超酷的寵物行為矯正機

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　　昨天17:16

　　這是一個風和日麗的周末，我把美味的鱸魚從冰箱里拿出來解凍，睡個午覺打個遊戲后，準備晚上大吃一頓……

　　

　　美好的劇本都會緊接著一個可怕的轉折……這並不是一個應該有的套路，當我準備對魚下手的時候，萬萬沒想到，魚不見了？！

　　

　　不用多想，沒誰了，也就家裡那隻饞貓能幹得出來！隨後，我便在屋子的某個角落，找到了正在品嘗我的晚餐的那隻饞貓……

　　

　　沒錯，今天的主角就是這隻饞貓，它總會趁人不注意的時候潛入廚房偷吃沒封裝的食材，或者趁家裡人都去上班的時候，將垃圾桶翻個底朝天，並且屢教不改。這次，我決定給它一些顏色看看。

　　

　　我的腦海中浮現了一個「殘忍邪惡」的報復計劃：

　　製作一個」家用版」自動防入侵驅逐系統，讓貓從此不敢再踏入廚房

　　更詳細地說，這個被我命名為「賊貓終結者」的設備將使用計算機視覺識別運動的物體，當有貓進入攝像頭監視的範圍內時，便控制水槍跟隨標準運動物體，並啟動噴霧水槍噴射。水霧不會對貓造成傷害，但對於這隻怕水的貓，足以讓它忌憚三分。

　　

　　為了防止世界被破壞，為了保護世界的和平，貫徹愛與真實的邪惡……今天我就來教大家如何自製一個「賊貓終結者」，讓你從此遠離垃圾、餓肚子煩惱！

　　需要準備的材料

　　

　　樹莓派及電源 × 1

　　USB攝像頭 ×1

　　舵機 × 2

　　FPV舵機雲台 ×1

　　12V小型直流隔膜泵及電源 ×1

　　水箱 × 1

　　集線盒 × 1

　　繼電器模塊 ×1

　　霧化噴頭 ×1

　　HC-SR501人體紅外感應模塊 ×1

　　激光二極體 ×1

　　導線若干

　　硅膠管 若干

　　選擇一個核心控制器

　　

　　首先一個「賊貓終結者」的核心控制所在就是樹莓派了，價格低廉性能好是樹莓派的優點。

　　「賊貓終結者」中，樹莓派負責計算出視頻信號中是否有運動的物體、判斷是否有人正在周圍、控制水槍噴水。我在製作的過程中分別使用了Raspberry Pi 2B和3B，相比Raspberry Pi 2B，最新的3B版本計算能力更強，而且集成了Wi-Fi模塊，少了一些牽網線或配置無線網卡之類的煩惱。

　　為它找個「眼睛」

　　有了核心部分，接著就是視覺處理方面了，你要看到周圍運動的物體，當然免不了一個攝像頭了！

　　

　　我用一個免驅USB攝像頭用來獲取環境圖像信號。樹莓派上運行Python腳本，調用OpenCV視覺庫，判斷出運動的物體並計算出運動物體所在的位置。由於我對計算機視覺學習還不夠深入，沒辦法判斷出運動物體是人還是貓，所以我又加了一塊人體紅外感應的模塊。當人體紅外感應模塊判斷有人在場時便禁止水槍運行，當沒人在場時，便會允許水槍噴水。

　　水槍部分製作

　　「賊貓終結者」的水槍是由一個霧化噴頭做成，當看到有賊貓來偷東西時，噴頭就能噴出水霧驅趕它。通常霧化噴頭需要有比較強的水壓才能噴射出水霧，採用一台12V微型的隔膜泵和一個可調的霧化噴頭。隔膜泵通過一個繼電器控制開關，當貓進入監控的範圍內，樹莓派會控制繼電器閉合，讓隔膜泵開始運行。

　　

　　由於單個攝像頭無法分辨出運動物體的空間位置，因此我將霧化噴頭的噴水面積盡量調大已確保能噴到貓，這時水霧也完全沒有衝擊力。

　　

　　為了讓水槍跟隨瞄準運動的物體，我找了一個FPV舵機雲台用來控制水槍噴射的方向。

　　用3D印表機列印了一個固定模塊用來將噴頭固定在雲台上，固定模塊上預留了一個圓孔用來安裝激光二極體。激光二極體用來調整水槍的噴射範圍與攝像頭的拍攝範圍重合。

　　

　　使用3D列印技術做的支架

　　

　　FPV運動狀態

　　OpenCV運行環境配置

　　

　　Linux系統的終端

　　在樹莓派操作系統中打開終端，輸入指令：

　　sudo apt-get install libcv-dev libcvaux-dev libhighgui-dev opencv-doc python-opencv

　　按回車，按系統要求輸入管理員密碼執行安裝。安裝完后，在終端輸入指令：

　　python

　　按回車進入python的shell編程環境，然後輸入指令

　　import cv2

　　當shell返回「>>>」說明OpenCV計算機視覺庫已經安裝在樹莓派上了。

　　

　　在終端中查看相關庫是否安裝成功

　　系統接線圖與組裝

　　直接上圖！

　　

　　啟動終結者！

　　用Pyhton的IDLE打開程序，按F5運行程序。程序運行的狀態如下：

　　

　　當賊貓過來的時候，哼哼哼……看！被嚇到賊貓，還敢來搗亂？

　　

　　完整視頻如下：

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