智慧追蹤 ( 伺服馬達 + 攝影機 )

在之前的文章有介紹過人臉追蹤、顏色追蹤的趣味應用，在這篇教學裡將更進一步，透過伺服馬達與網路攝影機的搭配，實際做出可以「自動擺頭追蹤人臉」的追蹤攝影機。

相關教學參考：LED ( 人臉追蹤 )、伺服馬達

範例影片展示

接線與實作

伺服馬達具有三條電線。紅色的為正電，深咖啡色是接地 GND，橘色的則是訊號線，伺服馬達需使用 5V 或 VCC 的供電，或者使用獨立電源進行供電，此處我們將伺服馬達的訊號腳接在開發板的數位腳 ( 2 ~ 13 腳位 )，然後「把攝影機黏在伺服馬達上面」。

由於 Webduino 支援開發板種類只會越來越多，接線圖先使用馬克一號示範，對於其他開發板來說，只要按照接線圖接線，仍會有一樣的效果。

馬克一號接線示意圖：

安裝網路攝影機示意圖：

操作解析

打開 Webduino Blockly 編輯工具 ( https://blockly.webduino.io )，因為這個範例會使用人臉追蹤，所以要打開網頁互動測試區，下拉選單選擇「影像追蹤」，選擇之後在左側積木清單的最下方，就會出現對應的積木。

在畫面中放入開發板積木，填入 Device ID，在開發板內放入伺服馬達的積木，腳位設定 10，伺服馬達變數名稱設定為 servo。

開發板的積木在「開發板控制」目錄下，伺服馬達積木在「玩具及馬達 > 伺服馬達」的目錄下。

再來需要設定三個變數，並將變數更名 servoAngle、check 和 videoWidth

• 變數 servoAngle 是「伺服馬達旋轉的角度」，將伺服馬達的初始化角度設為 90 度 ( 伺服馬達左右擺動為 0 ~ 180 度 )
• 變數 check 則是「人臉座標和影片畫面中心的差距」，如果是 0 表示人臉在畫面的中間
• 變數 videoWidth 則是追蹤影片畫面的寬度。

變數的積木在「變數」目錄下。

接著使用「影像追蹤」的積木，並設定為「追蹤人臉」，再來放入變數 facePosition 與數學運算的積木，將 facePosition 的數值設定為「追蹤數值 x - ((影片寬度/2) - (追蹤數值 width/2))」，目的在於判斷人臉是在中間的位置。

數學運算的積木在「基本功能 > 數學式」目錄下。

如果不容易理解數學公式，可以參考下面的分解圖。

原理大概如下圖所示，因為人臉的座標不斷在變化，如果要確定人臉是在「中間」，就必須透過一系列數學運算的轉換，如此才能把人臉移動的位置，對應到伺服馬達旋轉角度上。

接著放入邏輯積木，透過藍色小齒輪增加判斷條件，讓人臉位置如果在 -30 ~ 30 之間的話，伺服馬達不會移動，如果超過這個區間，伺服馬達就會開始轉動，直到人臉又進入這個區間為止。

最後多增加伺服馬達旋轉角度判斷，如果 servoAngle 大於 180，就讓 servoAngle 保持在 180，如果 servoAngle 小於 0，就讓 servoAngle 保持在 0。

確認開發板上線，點選右上方紅色按鈕執行程式，就會看到攝影機所拍攝的畫面出現在網頁互動區，如果偵測到的人臉不在中心位置，就會自動轉向直到人臉進入中心位置為止。

解答：https://goo.gl/sEMe9A

相關參考

• 範例解答：https://goo.gl/sEMe9A
• 範例完整程式碼：https://bin.webduino.io/qugib/edit?html,css,js,output
• 人臉追蹤教學文：LED ( 人臉追蹤 )
• 伺服馬達教學文：伺服馬達

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