【Tello】トイ・ドローンで遊んでみた♪～VGG16とcv2.meanshiftによる物体識別トラッキング #Python

昨夜はいわゆるcv2.meanshiftを利用してTrackingを試みたが、第四夜はこれに物体識別機能を追加して、さらに撮影した動画を保存するように改良した。

一応の目標

①とにかく飛行させる
②GamePadで飛ばす
③PCで飛ばす
④Pythonで飛ばす
⑤画像入力する
⑥物体検出搭載
⑦トラッキングする
⑧物体を探して見つける
⑨...
今回やったこと
⑦物体識別機能付きトラッキングする

コードは以下に置いた

⑦物体識別機能付きトラッキングする

以前取り上げたものをTelloに応用した。
ほとんどコードは同じで、カメラ部分だけ変更している。
肝心なところは以下のように画像サイズをVGG16のサイズに合わせている。

    # 追跡する枠の座標とサイズ
    x = 200
    y = 200
    w = 224
    h = 224
    track_window = (x, y, w, h)

また、動画を保存できるように以下のとおり、cv2.VideoWriterを定義し、cv.fouce関数を定義した。

    OUT_FILE_NAME = "meanshiftObjDet_result.mp4"
    FRAME_RATE=8
    out = cv2.VideoWriter(OUT_FILE_NAME, \
                  cv_fourcc('M', 'P', '4', 'V'), \
                  FRAME_RATE, \
                  (w, h), \
                  True)

def cv_fourcc(c1, c2, c3, c4):
        return (ord(c1) & 255) + ((ord(c2) & 255) << 8) + \
            ((ord(c3) & 255) << 16) + ((ord(c4) & 255) << 24)

また、drone.takeoffはtラッキングする物体を確定してからtakeoffすることとした。
そして、識別した物体の名称を動画に張った。

cv2.putText(img_dst, txt, (x+3,y+10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 2, (0,0,0), 1)

さらに動画のfpsを計算して同じく動画に張り付けた。

            curr_time = timer()
            exec_time = curr_time - prev_time
            prev_time = curr_time
            accum_time = accum_time + exec_time
            curr_fps = curr_fps + 1
            if accum_time > 1:
                accum_time = accum_time - 1
                fps = "FPS: " + str(curr_fps)
                curr_fps = 0
            cv2.putText(img_dst, fps, (x+3,y+10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0,0,0), 1)

動画保存は以下のとおり

            img_dst = cv2.resize(img_dst, (int(h), w))
            out.write(img_dst)

結果

安定して物体識別しつつ、動画撮影・保存できた。
撮影した動画は再生もできたが、公開するには絵がもう一つ気に入らないので後日フィールドで撮影したいと思う。

まとめ

・Tello飛行における、VGG16による物体識別付きトラッキングを実装・成功した
・動画を保存できるようにした

・物体検出したいと思う

おまけ

物体識別は以下のようにVGG16を使っている。

def yomikomi(img):
    batch_size = 2
    num_classes = 1000
    img_rows, img_cols=img.shape[0],img.shape[1]
    input_tensor = Input((img_rows, img_cols, 3))

    # 学習済みのVGG16をロード
    # 構造とともに学習済みの重みも読み込まれる
    model = VGG16(weights='imagenet', include_top=True, input_tensor=input_tensor)
    model.summary()

    # 引数で指定した画像ファイルを読み込む
    # サイズはVGG16のデフォルトである224x224にリサイズされる
    # 読み込んだPIL形式の画像をarrayに変換
    x = image.img_to_array(img)
    x = np.expand_dims(x, axis=0)
    #preds = model.predict(preprocess_input(x))
    preds = model.predict(x)
    results = decode_predictions(preds, top=1)[0]
    return str(results[0][1])