人工智能视觉#

介绍 #

VEX AIM 编程机器人的 AI 视觉传感器可检测并追踪物体、颜色和 AprilTag。这使得机器人能够分析周围环境、跟踪物体并根据检测到的视觉数据做出反应。以下是所有可用方法和属性的列表：

操作——显示或隐藏 AI Vision 摄像头馈送。

show_aivision – 在机器人的屏幕上显示 AI Vision 源。
hide_aivision – 隐藏屏幕上的 AI Vision 源。
tag_detection – 打开或关闭 AprilTag 检测。

Getters——检测机器人是否拿着物体。

get_data – 根据给定的签名返回检测到的对象元组。
has_sports_ball – 返回机器人是否有运动球。
has_any_barrel – 返回机器人是否具有任何类型的枪管。
has_blue_barrel – 返回机器人是否有蓝色桶。
has_orange_barrel – 返回机器人是否有橙色桶。

属性 – 从 get_data 返回的对象数据。

exists – 以布尔值表示该对象是否存在于当前检测中。
width – 检测到的物体的宽度（以像素为单位）。
高度 – 检测到的物体的高度（以像素为单位）。
centerX – 对象中心的 X 位置（以像素为单位）。
centerY – 对象中心的 Y 位置（以像素为单位）。
方位角 – 相对于机器人前方的水平角度（以度为单位）。
旋转 – 物体的方向（以度为单位）。
originX – 对象左上角的 X 位置（以像素为单位）。
originY – 对象左上角的 Y 位置（以像素为单位）。
id – 对象的分类或标签 ID。
score – AI 分类的置信度得分 (1-100)。
type – 返回对象的类型（AI、标签、颜色或代码）。

构造函数——定义颜色签名和代码。

创建颜色签名 – 根据 RGB 和色调/饱和度范围创建新的颜色签名。
创建颜色代码 – 将多个颜色特征组合成一个颜色代码。

行动 #

show_aivision #

show_aivision 在机器人屏幕上显示 AI 视觉传感器的实时数据。实时数据将覆盖屏幕上的任何其他图像或文本。

**注意：**除非使用 hide_aivision 隐藏提要，否则屏幕不会显示任何其他图像或文本。

用法：
robot.screen.show_aivision()

参数	描述
	该方法没有参数。

# Watch the AI Vision Sensor detect AI Classifications
# and AprilTags as you move the robot
robot.screen.show_aivision()

hide_aivision #

hide_aivision 从机器人的屏幕上删除 AI 视觉传感器的实时数据馈送。

用法：
robot.screen.hide_aivision()

参数	描述
	该方法没有参数。

# View the AI Vision Sensor's feed for five seconds
robot.screen.show_aivision()
wait(5, SECONDS)
robot.screen.hide_aivision()

tag_detection #

tag_detection 启用或禁用 AprilTag 检测，其中状态是布尔值。

该传感器可以检测 Circle21h7 系列的 AprilTag ID 0 至 36。

用法：
robot.vision.tag_detection(state)

参数	描述
`state`	`True` AprilTag 检测。4 False`False`

参数

描述

state

True

AprilTag 检测。4

FalseFalse

robot.screen.set_font(PROP30)

# Cut off APrilTag detection after 5 seconds
while True:
    if robot.timer.time(SECONDS) > 5:
        robot.vision.tag_detection(False)

    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(3, 1)
    apriltags = robot.vision.get_data(ALL_TAGS)
    
    if apriltags:
        robot.screen.print("AprilTag detected!")
    else:
        robot.screen.print("Nothing detected!")

    wait(0.1, SECONDS)

吸气剂 #

get_data #

get_data 过滤来自 AI 视觉传感器帧的数据并返回一个元组。AI 视觉传感器可以检测包含预训练对象、AprilTag 或已配置颜色和颜色代码的签名。

必须先在 AI Vision 实用程序中配置颜色签名和颜色代码，然后才能使用此方法。

该元组存储的对象按宽度从大到小排序，从索引 0 开始。每个对象的属性可以通过其索引访问。如果未检测到匹配的对象，则返回一个空元组。

用法：
robot.vision.get_data(signature, count)

参数	描述
`signature`	获取什么签名的数据。可用的签名有： `ALL_VISION` - 运动球、桶、VEX AIM 编码机器人、AprilTag、颜色和颜色代码 `ALL_CARGO` - 运动球和桶 `ALL_TAGS` - 所有 AprilTag `ALL_COLORS` - 所有配置的颜色签名和颜色代码 `SPORTS_BALL` - 仅限运动球 `BLUE_BARREL` - 仅限蓝色桶 `ORANGE_BARREL` - 仅限橙色桶 `AIM_ROBOT` - 所有 VEX AIM 编码机器人 `TAG0` 至 `TAG37` - 单个 AprilTag，ID 来自0 到 37 `NAME` - 颜色签名或颜色代码其中 `NAME` 是在 AI Vision Utility 中配置的名称。44
`count`	可选。设置可返回的最大对象数，范围为 1 至 24（默认值：8）。

参数

描述

signature

获取什么签名的数据。可用的签名有：

ALL_VISION - 运动球、桶、VEX AIM 编码机器人、AprilTag、颜色和颜色代码
ALL_CARGO - 运动球和桶
ALL_TAGS - 所有 AprilTag
ALL_COLORS - 所有配置的颜色签名和颜色代码
SPORTS_BALL - 仅限运动球
BLUE_BARREL - 仅限蓝色桶
ORANGE_BARREL - 仅限橙色桶
AIM_ROBOT - 所有 VEX AIM 编码机器人
TAG0 至 TAG37 - 单个 AprilTag，ID 来自0 到 37
NAME - 颜色签名或颜色代码

其中 NAME 是在 AI Vision Utility 中配置的名称。44

count

可选。设置可返回的最大对象数，范围为 1 至 24（默认值：8）。

**注意：**可以使用 AIM Printables 中打印的 AprilTags 获取 AprilTags 5 至 37。

# Move forward if a sports ball is detected
while True:
    ball = robot.vision.get_data(SPORTS_BALL)
    if ball:
        robot.move_for(10, 0)
    wait(50, MSEC)

色彩签名 #

颜色特征是 AI 视觉传感器能够识别的独特颜色。这些特征使传感器能够根据物体的颜色进行检测和跟踪。配置颜色特征后，传感器可以识别其视野范围内具有该特定颜色的物体。颜色特征与 get_data 配合使用，可以实时处理和检测彩色物体。

AI 视觉实用程序展示了一个连接的视觉传感器正在检测两个彩色物体。左侧显示实时摄像头画面，左侧为蓝色框，右侧为红色框，每个框都带有白色边框。黑色标签显示其各自的名称、坐标和尺寸。右侧包含颜色签名设置，红色和蓝色框的色调和饱和度范围均有滑块。底部是添加颜色、冻结视频、复制和保存图像的按钮，右下角有一个关闭按钮。

# Display if any objects match the Red_Box signature
while True:
    robot.screen.set_cursor(1, 1)
    robot.screen.clear_row(1)
    # Change to any configured Color Signature
    ai_objects = robot.vision.get_data(Red_Box)
    if ai_objects:
        robot.screen.print("Color signature detected!")

颜色代码 #

颜色代码是由 2 到 4 个按特定顺序排列的颜色特征组成的结构化模式。这些代码使 AI 视觉传感器能够识别预定义的颜色模式。颜色代码可用于识别复杂物体或为自主导航创建独特的标记。

AI Vision Utility 界面显示一个已连接的视觉传感器正在检测两个相邻的物体，左侧为蓝色框，右侧为红色框，它们被组合成一个标记为 BlueRed 的白色边界框。检测信息包括角度 (A:11°)、坐标 (X:143, Y:103)、宽度 (W:233) 和高度 (H:108)。右侧面板列出了三个颜色特征：Red_Box、Blue_Box 和 BlueRed，并可调整色调和饱和度范围。BlueRed 特征结合了 Blue_Box 和 Red_Box。视频源下方是标有“冻结视频”、“复制图像”、“保存图像”和“关闭”的按钮。

# Display if any objects match the BlueRed code
while True:
    robot.screen.set_cursor(1, 1)
    robot.screen.clear_row(1)
    # Change to any configured Color Code
    ai_objects = robot.vision.get_data(BlueRed)
    if ai_objects:
        robot.screen.print("Color code detected!")

has_sports_ball #

has_sports_ball 返回一个布尔值，指示机器人当前是否有运动球。

True – 机器人有一个运动球。
False – 机器人没有运动球。

用法：
robot.has_sports_ball()

参数	描述
	该方法没有参数。

# Kick when the robot has a sports ball
while True:
    if robot.has_sports_ball():
        robot.kicker.kick(MEDIUM)

    wait(50, MSEC)

has_any_barrel #

has_any_barrel 返回一个布尔值，指示机器人当前是否有任何类型的桶。

True – 机器人有一个桶。
False – 机器人没有枪管。

用法：
robot.has_any_barrel()

参数	描述
	该方法没有参数。

# Push a barrel away when detected
while True:
    if robot.has_any_barrel():
        robot.kicker.place()

    wait(50, MSEC)

has_blue_barrel #

has_blue_barrel 返回一个布尔值，指示机器人当前是否有蓝色桶。

True – 机器人有一个蓝色桶。
False – 机器人没有蓝色桶。

用法：
robot.has_blue_barrel()

参数	描述
	该方法没有参数。

# Push a blue barrel away when detected
while True:
    if robot.has_blue_barrel():
        robot.kicker.place()

    wait(50, MSEC)

has_orange_barrel #

has_orange_barrel 返回一个布尔值，指示机器人当前是否有一个橙色桶。

True – 机器人有一个橙色的桶。
False – 机器人没有橙色桶。

用法：
robot.has_orange_barrel()

参数	描述
	该方法没有参数。

# Push an orange barrel away when detected
while True:
    if robot.has_orange_barrel():
        robot.kicker.place()

    wait(50, MSEC)

特性 #

使用 robot.vision.get_data 方法后，每个对象都包含十二个属性，这些属性存储在元组中。

某些属性值基于使用 robot.vision.get_data robot.vision.get_data 检测到的物体在 AI 视觉传感器视野中的位置。AI 视觉传感器的分辨率为 320 x 240 像素。

.exists #

.exists 返回一个布尔值，指示索引是否存在于元组中。

True：索引存在。
False：索引不存在。

# Check if at least two objects are detected
while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1, 1)
    ai_objects = robot.vision.get_data(ALL_CARGO)

    if ai_objects:
        if ai_objects[1].exists:
            robot.screen.print("More than 2")
        else:
            robot.screen.print("Less than 2")
    wait(0.1, SECONDS)

.width #

.width 返回检测到的对象的宽度（以像素为单位），它是 1 到 320 之间的整数。

带有橙色条纹的蓝色桶位于框架中央，周围环绕着黑色边界框。两条垂直的红色虚线从框架顶部延伸至边界框的左右边缘。两条线之间的双向黑色箭头表示宽度测量值。

# Move towards a Blue Barrel until its width is
# larger than 100 pixels
while True:
    barrel = robot.vision.get_data(BLUE_BARREL)

    if barrel:
        if barrel[0].width < 100:
            robot.move_at(0)
    else:
        robot.stop_all_movement()

    wait(50, MSEC)

.height #

.height 返回检测到的物体的高度（以像素为单位），它是 1 到 240 之间的整数。

带有橙色条纹的蓝色桶位于框架中央，周围环绕着黑色边界框。两条水平红色虚线从框架左侧延伸至边界框的顶部和底部边缘。两条线之间的双向黑色箭头表示高度测量值。

# Move towards a Blue Barrel until its height is
# larger than 100 pixels
while True:
    barrel = robot.vision.get_data(BLUE_BARREL)

    if barrel:
        if barrel[0].height < 100:
            robot.move_at(0)
    else:
        robot.stop_all_movement()

    wait(50, MSEC)

.centerX #

.centerX 返回检测到的物体中心的 x 坐标（以像素为单位），它是 0 到 320 之间的整数。

带有橙色条纹的蓝色桶位于框架中央，周围环绕着黑色边界框。一条垂直的红色虚线从框架顶部延伸至边界框的中心，指示中心的 X 坐标。

# Turn slowly until a Blue Barrel is centered in
# front of the robot
robot.set_turn_velocity(30)
robot.turn(RIGHT)

while True:
    barrel = robot.vision.get_data(BLUE_BARREL)

    if barrel:
        if 140 < barrel[0].centerX < 180: 
            robot.stop_all_movement()

    wait(10,MSEC)

.centerY #

.centerY 返回检测到的物体中心的 y 坐标（以像素为单位），它是 0 到 240 之间的整数。

带有橙色条纹的蓝色桶位于框架中央，周围环绕着黑色边界框。一条水平红色虚线从框架左侧延伸至边界框中心，表示中心的 Y 坐标。

# Move towards a Blue Barrel until its
# center y-coordinate is more than 140 pixels
while True:
    barrel = robot.vision.get_data(BLUE_BARREL)

    if barrel:
        if barrel[0].centerY < 140:
            robot.move_at(0)
    else:
        robot.stop_all_movement()

    wait(50, MSEC)

.bearing #

.bearing 返回一个浮点数，表示物体距离 AI 视觉传感器视野中心左侧或右侧的距离，以度为单位。0 表示位于中心，正值表示位于右侧，负值表示位于左侧。

# Turn to keep the Blue Barrel directly in front
robot.set_turn_velocity(40)
while True:
    vision_data = robot.vision.get_data(BLUE_BARREL)

    if vision_data:

        if vision_data[0].bearing > 5:
            robot.turn(RIGHT)
        elif vision_data[0].bearing < -5:
            robot.turn(LEFT)
        else:
            robot.stop_all_movement()

    else:
        robot.stop_all_movement()

    wait(0.1, SECONDS)

.rotation #

.rotation 返回物体在 AI 视觉传感器视平面上的朝向，以 0 到 359 度为单位。当颜色代码的颜色排列在水平线上时（例如，红色-蓝色），其角度为 0°。如果颜色旋转，角度会发生变化（例如，蓝色-红色排列返回 180°）。

对于下面的示例，颜色代码已配置为左侧为红色，右侧为蓝色。

在此图像中，将蓝色放在红色上方相当于将原始颜色代码向右旋转 270 度。

相机界面显示一个垂直堆叠的物体，上半部分为蓝色，下半部分为红色，位于画面中央。物体下方的标签为“Red_Blue A:270° CX:185 CY:81 W:93 H:150”，指示物体的名称、旋转角度、中心 X 和 Y 坐标、宽度和高度。网格线和数字轴标记图像尺寸，X 轴范围为 0 到 320，Y 轴范围为 0 到 240。

# Turn the robot with the rotation of the Color Code
while True: 
    code = robot.vision.get_data(RedBlue)

    if code: 
        # Rotate the Color Code clockwise
        if 50 < code[0].rotation < 100 :
            robot.move_at(90)
            
        # Rotate the Color Code counterclockwise
        elif 270 < code[0].rotation < 330 :
            robot.move_at(270)
        
        else:
            robot.stop_all_movement()
    else:
        robot.stop_all_movement()

    wait(50, MSEC)

.originX #

.originX 返回检测到的对象边界框左上角的 x 坐标（以像素为单位），它是 0 到 320 之间的整数。

带有橙色条纹的蓝色桶位于框架中央，周围环绕着黑色边界框。一条垂直的红色虚线从框架顶部延伸到边界框的左边缘，表示边界框原点的 X 坐标。

# Display if an Orange Barrel is to the
# left or the right
while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1,1)
    
    orange_barrel = robot.vision.get_data(ORANGE_BARREL)
    
    if orange_barrel:
        if orange_barrel[0].originX < 160:
            robot.screen.print("To the left!")
        else: 
            robot.screen.print("To the right!")

    wait(50, MSEC)

.originY #

.originY 返回检测到的对象边界框左上角的 y 坐标（以像素为单位），它是 0 到 240 之间的整数。

带有橙色条纹的蓝色桶位于框架中央，周围环绕着黑色边界框。一条水平红色虚线从框架左侧延伸至边界框顶部边缘，表示边界框原点的 Y 坐标。

# Display if an Orange Barrel is close or far
# from the robot
while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1, 1)

    orange_barrel = robot.vision.get_data(ORANGE_BARREL)
    
    if orange_barrel:
        if orange_barrel[0].originY < 80:
            robot.screen.print("Far")
        else: 
            robot.screen.print("Close")

    wait(50, MSEC)

.id #

.id 以整数形式返回检测到的 AI 分类或 AprilTag 的 ID。

对于 AprilTag， .id 属性表示检测到的 AprilTag 的 ID 号，范围为 0 到 37。对于 AI 分类，id 对应于预定义的 id，如下所示。

人工智能分类	ID	签名
球	0	`SPORTS_BALL`
蓝桶	1	`BLUE_BARREL`
橙色桶	2	`ORANGE_BARREL`
AIM机器人	3	`AIM_ROBOT`

# Move forward when AprilTag 1 is detected
while True:
    apriltags = robot.vision.get_data(ALL_TAGS)

    if apriltags:
        if apriltags[0].id == 1:
            robot.move_at(0)
    else:
        robot.stop_all_movement()

    wait(50, MSEC)

.score #

.score 将检测到的 AI 分类的置信度分数返回为 1 到 100 之间的整数。

# Look confident if an Orange Barrel is detected
while True:
    barrel = robot.vision.get_data(ORANGE_BARREL)

    if barrel:
        if barrel[0].score > 95: 
            robot.screen.show_emoji(CONFIDENT)
        else:
            robot.screen.hide_emoji()

    wait(50, MSEC)

.type #

.type 返回检测到的物体类型。它将返回以下之一：

对象类型	包含的对象
`AiVision.AI_OBJECT`	- Sports balls - Blue barrels - Orange barrels
`AiVision.TAG_OBJECT`	- AprilTags
`AiVision.COLOR_OBJECT`	- Color signatures
`AiVision.CODE_OBJECT`	- Color codes

# Display if an AprilTag or AI Classification
# is detected
while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1, 1)
    vision_data = robot.vision.get_data(ALL_VISION)
    if vision_data:
        if vision_data[0].type == AiVision.AI_OBJECT:
            robot.screen.print("AI Object!")
        elif vision_data[0].type == AiVision.TAG_OBJECT:
            robot.screen.print("AprilTag!")
    wait(0.1, SECONDS)

# Display a list of all detected objects
while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1, 1)
    vision_data = robot.vision.get_data(ALL_VISION)
    
    if vision_data:
        for obj in vision_data:
            if obj.type == AiVision.AI_OBJECT:
                robot.screen.print("- AI Object")
            elif obj.type == AiVision.TAG_OBJECT:
                robot.screen.print("- AprilTag")
            robot.screen.next_row()
    
    wait(0.1, SECONDS)

构造函数 #

Creating a Color Signature #

使用 Colordesc 构造函数创建一个新的颜色签名，然后使用 color_description 方法将其注册到 Colordesc 对象定义了传感器最多 7 个可检测颜色签名中的 1 个，但必须使用 color_description 明确设置才能生效。

Colordesc 用法：
Colordesc(index, red, green, blue, hangle, hdsat)

范围	描述
`index`	表示颜色签名索引的 1 到 7 之间的整数。如果两个颜色签名使用相同的索引，则第二个颜色签名将覆盖第一个。
`red`	表示颜色红色成分的 0 至 255 之间的整数。
`green`	表示颜色的绿色成分的 0 至 255 之间的整数。
`blue`	表示颜色蓝色成分的 0 至 255 之间的整数。
`hangle`	1 至 40 之间的浮点数，表示色调范围（以度为单位）。
`hdsat`	表示饱和度范围从 0.10 到 1.00 的浮点数。

color_description 用法：
robot.vision.color_description(object)

范围	描述
`object`	`Colordesc` 对象设置为可检测的颜色签名。

# Detect a red object
red_box = Colordesc(1, 207, 19, 25, 10.00, 0.20)
robot.vision.color_description(red_box)

while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1, 1)

    red_boxes = robot.vision.get_data(red_box)

    if red_boxes:
        robot.screen.print("Red detected!")
    else:
        robot.screen.print("No red detected.")

    wait(0.2, SECONDS)

Creating a Color Code #

使用 Codedesc 构造函数创建一个新的颜色代码，然后使用 code_description 方法激活它。颜色代码将 2 到 4 个现有的 Colordesc 对象组合成一个标识符，AI 视觉传感器可以将其作为序列进行检测，但必须使用 code_description 明确设置才能生效。

Codedesc 用法：
Codedesc(index, c1, c2, c3, c4, c5)

范围	描述
`index`	颜色代码的索引，从 1 到 8。注意：如果创建两个具有相同索引的 `Codedesc` 对象，则第二个对象将覆盖第一个。
`c1`	代码中第一个 `Colordesc` 对象。
`c2`	代码中的第二个 `Colordesc` 对象。
`c3`	可选。第三个 `Colordesc` 对象。
`c4`	可选。第四个 `Colordesc` 对象。

code_description 用法：
robot.vision.code_description(object)

范围	描述
`object`	`Codedesc` 对象注册为可检测的颜色代码。

# Create Color Signatures
red_box = Colordesc(1, 207, 19, 25, 10.00, 0.20)
purple_box = Colordesc(2, 98, 18, 227, 10.00, 0.20)

robot.vision.color_description(red_box)
robot.vision.color_description(purple_box)

# Detect a red_purple Color Code
red_purple = Codedesc(1, red_box, purple_box)
robot.vision.code_description(red_purple)

while True:
    robot.screen.clear_screen()
    robot.screen.set_cursor(1, 1)

    code_objects = robot.vision.get_data(red_purple)

    if code_objects:
        robot.screen.print("Code detected!")
    else:
        robot.screen.print("No code detected.")

    wait(0.2, SECONDS)