3.7: 색상 센서

레슨을 시작하기 전 드론이 블록클리에 페어링 되었는지 확인하세요! 만약 페어링 방법을 잘 모를경우 블록클리에서 페어링하기 레슨으로 돌아가서 복습해주세요.

목표:

이 수업을 마치면 다음을 수행할 수 있습니다.

1. HSV와 RGB의 차이점을 파악합니다.
2. 코드론 EDU가 색상을 분류하는 방법을 설명합니다.
3. 내 색상 센서를 보정합니다.
4. 코드론 EDU로 색상을 예측합니다.

성공을 위한 단계:

1. 코드론 EDU의 색상 센서
2. RGB 대신 HSV 사용
3. 조종기의 색상 데이터
4. 색상 센서 보정
5. 색상 센서 예측
6. 색상 피아노
7. 챌린지 1: 여러가지 샘플
8. 챌린지 2: 색상 피아노 – 응용

우리는 색상을 보고 구별할 수 있지만, 컴퓨터도 이런 일을 할 수 있다는 것을 알고 있었나요? 이 레슨에서는 코드론 EDU의 색상 센서를 사용하여 서로 다른 색상을 구별하는 방법을 배울 것입니다! 코드론 EDU에는 2개의 색상 센서가 장착되어 있습니다. 코드론 EDU의 전원을 켜면 드론 아래에 두 개의 밝은 조명이 반짝이는 것을 볼 수 있습니다. 이 조명은 색상 센서가 보고 있는 표면을 밝게 비춰서 색상을 인식하는 데 도움이 됩니다.

색상 센서가 정확하게 색상을 인식하려면 먼저 색상 센서를 보정해야 합니다. 드론을 사용하는 환경의 밝기 상태나 그림자 등이 다르기 때문에 보정해야 합니다. 센서가 정확하게 작동하기를 원한다면 색상 센서를 사용할 장소나 환경에서 센서를 보정해야 합니다!

프로그램은 각 RGB 이미지를 HSV 색 공간으로 변환할 것입니다. HSV는 색도, 채도, 명도를 의미합니다.

• 색도(HUE) 는 일반적으로 0-360 범위이며 색상을 나타냅니다 (여기에서는 0-180 범위).
• 채도(Saturation) 는 색상의 선명도입니다.
• 명도(Value) 는 색상이 얼마나 밝은지 또는 어두운지를 나타냅니다.

컴퓨터 비전 응용 프로그램에서는 색상과 강도 값을 구분하므로 HSV 색 공간을 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 그림자, 반사 및 기타 요인으로 인해 특정 색상이 매우 다르게 보일 수 있기 때문에 중요합니다. HSV 색 공간은 보다 정확한 결과를 위해 이를 고려합니다.

조종기에서 색상 데이터에 접근하는 방법을 알아보겠습니다. 우선, 조종기가 「링크(link)」 모드가 아닌지 확인해 주세요. 조종기에서 색상 데이터에 접근하려면 조종기의 모드가 「조종 모드」 여야 합니다. 조종기의 전원 버튼을 눌러서 링크 상태와 조종모드 상태를 전환할 수 있습니다. 조종기가 조종 모드 상태라면 「P」버튼을 짧게 눌러 다음의 이미지가 나타나도록 해봅시다. 이 화면에서 HSV 값(Hue, Saturation, Value)과 드론이 현재 인식하는 색상을 볼 수 있습니다!

색상 센서를 보정하기 위해서는 직접 코드를 직접 작성해야 합니다!

색상 메뉴에서 색상 교정하기 버튼을 클릭하여 색상 교정 메뉴를 엽니다.

색상 교정 메뉴를 열 때 “새로운 색상 세트 만들기” 버튼을 선택하고 색상 세트의 이름을 입력합니다. 색상 세트의 이름을 입력하면 여러 색상 라벨이 있는 색상 교정(Color Calibration) 창이 나타납니다.

색상 데이터들을 교정하려면 각 라벨의 색상 샘플을 수집해야 합니다. 코드론 EDU를 색상 카드 또는 다른 색상의 표면에 놓고 “수집하기” 버튼을 클릭하여 선택한 각 라벨의 색상 샘플을 수집합니다. 충분한 샘플을 수집했으면 “교정하기” 버튼을 클릭하여 색상 데이터 세트를 확인하세요.

이 창에서는 코드론 EDU를 다른 색상의 바닥에 배치하고 색상 데이터 세트를 테스트하여 코드론 EDU의 예측을 확인할 수 있습니다. 교정을 다시 실행하려면 “다시 시작” 버튼을 클릭하여 색상 데이터 세트를 다시 보정할 수 있습니다. 데이터 세트에 만족하면 “다운로드” 버튼을 클릭하여 나중에 사용할 수 있도록 저장하거나 “이 색상 세트 사용하기” 버튼을 클릭하여 블록클리에서 사용할 수 있습니다.

이제 완성된 색상 데이터 세트를 블록클리 코드에서 사용할 수 있습니다! 블록클리에서 색상 메뉴를 다시 열면 컬러_데이터_가져오기() 블록과 데이터셋의 색상 라벨 이름을 포함한 여러 블록들이 표시됩니다.

이전 단계에서는 정확한 색상 감지를 위해 색상 센서를 보정하는 방법을 배웠습니다.

이번에는 방금 만든 색상 세트를 불러오는 것으로 시작합니다. 이를 위해 색상 세트 불러오기: 색상 블록을 사용합니다.

이제 색상 세트를 불러왔으니 색상 예측을 진행하면 됩니다! 이 과정은 두 단계로 이루어집니다.

우선 센서에서 현재 색상 데이터를 읽어 들입니다. 그리고 데이터를 얻으면 보정된 색상 데이터와 비교하여 색상을 예측합니다. 이제 우리는 드론이 현재 보고 있는 색상을 출력하는 for 반복문을 작성할 것입니다.

착륙 패드는 평평한 장소에 놓아야 합니다. 코드론 EDU를 착륙 패드 위에 내려 놓으세요. 드론을 손으로 붙잡은 채로 위에서 들고 있으면 정확하지 않은 색상 값을 판독할 수 있습니다. 이 프로그램은 몇 분간 실행되며 콘솔창에 예측된 색상이 계속 출력됩니다. 모든 색상을 확인해보고 색상 예측기가 부리는 마법을 확인하세요!

색상 예측기로 피아노를 만들어 봅시다! 소개하는 예제에서는 4가지 색상을 사용하여 간단한 색상 피아노를 만듭니다. 피아노가 완성되면 드론으로 음악을 만들 수 있습니다!

먼저 작업영역에 색상 세트 불러오기 블록을 추가합니다.

다음으로, 여러분의 드론이 지속적으로 색상을 찾을 수 있도록 무한으로 반복하는 while 반복문을 생성합니다. 이 while 반복문의 내부에서는 현재 색상 데이터를 가져와 코드론 EDU가 이전 색상 데이터와 비교하며 어떤 색상을 보고 있는지 예측하도록 해야 합니다.

색상 예측 예제 코드를 사용해 보았다면, 코드론 EDU를 바닥에서 집어든 후에도 계속 색을 예측한다는 것을 알게 되었을 것입니다. 이것은 우리의 색상 피아노가 공중에 있는 동안 지속적으로 음을 연주하기 때문에 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 드론 내부의 자이로스코프 센서를 사용합니다. 자이로스코프의 x각도와 y각도가 0인 경우에만 드론이 음을 재생하도록 합니다. 다시 말해, 우리는 드론이 평지에 놓였을 때만 음을 재생하도록 합니다.

만약 자이로스코프 정보로 x각도와 y각도가 0 인 경우에 색상 예측에 대해 다른 만약(if) 문을 추가합니다. 예측된 색상을 확인하기 위해 만든 color_data 변수를 사용합니다. 색상이 녹색이면 B4 음계를 1초 동안 재생합니다.

코드의 주요 조건문에 대한 작성은 끝났고, 이제 우리가 해야 할 일은 소리와 색상을 추가하는 것입니다. 우리는 부저를 사용하지만 아무 소리도 내지 않는 아니라면(else) 문을 추가합니다. 만일을 대비하여!

색상 피아노는 여기까지입니다! 완성된 코드는 다음과 같습니다:

챌린지 1:

색상 보정에서는 각 색상별로 한 번에 10개의 샘플을 가져왔습니다. 각 색상별로 500개의 샘플을 가져오도록 하는 방법은 무엇일까요?

*힌트: 단 한 가지만 변경하면 됩니다!

챌린지 2:

우리는 4개의 건반을 가진 기본 색상 피아노를 만들었습니다. 여기에 더해서 모든 착륙 패드를 포함하는 색상 피아노를 만들어 보세요! 좋아하는 노래에 있는 음표를 선택하여 다시 만들 수도 있습니다!

이번 레슨에서는 코드론 EDU의 색상 센서를 사용하여 다양한 색상을 감지하는 방법을 배웠습니다.

이 데이터를 사용하여 어떤 색상이 감지되는지 예측하기 위해 드론을 보정하는 방법도 배웠습니다!