Cámara con cardán 2-DOF

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Presentación

El cardán de cámara 2-DOF de Juxi Technology es una plataforma open source de estabilización de cámara con dos grados de libertad que admite control basado en Python, seguimiento de color, detección facial y seguimiento automático de objetivo. Es adecuado para aplicaciones de visión robótica, vigilancia y automatización.

Características

• Control de servos de 2 DOF (Pitch/Yaw)
• Seguimiento de color, detección facial, detección de código QR
• Implementación en Python puro, fácil de personalizar
• Admite cámara USB y servos de bus serie
• Código open source: GitHub

Especificaciones

Parámetro	Especificación
Grados de libertad	2 ejes (Pitch + Yaw)
Tipo de servo	Servo de bus serie (protocolo SCS)
Interfaz de control	USB serie
Soporte de cámara	Cámara USB UVC
Algoritmos de seguimiento	Seguimiento de color / detección facial / detección de código QR
Lenguaje de programación	Python 3

Inicio rápido

Conexión del hardware

1. Conecta el servo a la interfaz de bus serie
2. Conecta el módulo USB-a-serie a tu ordenador/Jetson/Raspberry Pi
3. Monta la cámara en el soporte del cardán
4. Conecta la cámara USB

Instalar dependencias

pip install -r requirements.txt
# O instalar manualmente
pip install opencv-python pyserial numpy

Código de control básico

import sys
import os
sys.path.append(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..', 'src'))

from sc_servo import SCServo, Gimbal
import time

# Inicializar el controlador del servo
servo = SCServo("COM3")  # Linux: "/dev/ttyUSB0"
if servo.connect():
    print("✓ Serie conectada")

    gimbal = Gimbal(servo)
    gimbal.enable_all()

    # Ajustar ángulo (pitch, yaw)
    gimbal.set_angle(0, 30)   # yaw: -90~90
    time.sleep(1)
    gimbal.set_angle(1, -20)  # pitch: -45~45
    time.sleep(1)

    # Volver al centro
    gimbal.set_angle(0, 0)
    gimbal.set_angle(1, 0)

    gimbal.disable_all()
    servo.disconnect()

Ejemplo de seguimiento de color

import sys
import os
import cv2
sys.path.append(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..', 'src'))
from sc_servo import SCServo, Gimbal

# Inicializar cámara y cardán
cap = cv2.VideoCapture(0)
servo = SCServo("COM3")
servo.connect()
gimbal = Gimbal(servo)
gimbal.enable_all()

while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break

    # Convertir a HSV para la detección de color
    hsv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)

    # Rango del color rojo
    lower_red1 = (0, 100, 100)
    upper_red1 = (10, 255, 255)
    mask = cv2.inRange(hsv, lower_red1, upper_red1)

    # Buscar el contorno más grande
    contours, _ = cv2.findContours(mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
    if contours:
        largest = max(contours, key=cv2.contourArea)
        x, y, w, h = cv2.boundingRect(largest)
        center_x = x + w // 2
        center_y = y + h // 2

        # Mapear las coordenadas de píxel a ángulos del servo
        frame_h, frame_w = frame.shape[:2]
        yaw = int((center_x / frame_w - 0.5) * 180)
        pitch = int((0.5 - center_y / frame_h) * 90)
        gimbal.set_angle(0, max(-90, min(90, yaw)))
        gimbal.set_angle(1, max(-45, min(45, pitch)))

        cv2.rectangle(frame, (x, y), (x+w, y+h), (0, 255, 0), 2)

    cv2.imshow('Seguimiento de color', frame)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

gimbal.disable_all()
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

Funciones avanzadas

Seguimiento con detección facial

El archivo src/detectors/face_detector.py del repositorio proporciona un detector facial basado en OpenCV DNN que puede utilizarse para el seguimiento facial automático.

Seguimiento automático

El archivo examples/auto_tracking_demo.py del repositorio implementa un flujo completo de seguimiento automático, que incluye selección de objetivo, control PID y seguimiento suave.

FAQ

Q: ¿La conexión serie falla?

A: Verifica el nombre correcto del puerto. Windows usa COMx, Linux /dev/ttyUSBx. Ejecuta python examples/list_ports.py para listar los puertos disponibles.

Q: ¿El servo no responde?

A: Comprueba que la alimentación del servo sea suficiente. Los servos SCS requieren alimentación externa (6-8,4 V).

Q: ¿El seguimiento es inestable?

A: Ajusta los parámetros PID y la frecuencia de seguimiento. Reducir la resolución del fotograma puede mejorar el rendimiento en tiempo real.

Soporte

• 📧 Correo electrónico: support@juxitech.com
• 🌐 Sitio web: www.juxitech.com
• 💻 Repositorio open source: GitHub