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2025動手做物理教學研討會工作坊2
題目：人工智慧在物理與科技領域的應用
講座：陳永忠教授／東海大學應用物理系
時間：114年3月8日（星期六）13:30-17:30
地點：逢甲大學校本部學思樓（臺中市西屯區文華路100號）

樹莓派
✅樹莓派的結構
▶樹莓派的結構
▶連接伺服馬達
▶12和5伏特電壓
▶駕車組裝完成

為樹莓派配備
▶樹莓派自駕車配備聲、光、馬達
▶樹莓派的接腳示範
▶伺服馬達轉動鏡頭

樹莓派自動駕駛
✅樹莓派超音波自駕
▶超音波自駕1
▶超音波自駕2
▶超音波自駕3
▶超音波自駕4
▶超音波自駕5
▶紅外線自駕1
▶紅外線自駕2
▶紅外線自駕3

openCV影像自駕
✅openCV-1
✅openCV-2
✅openCV-3
✅openCV_HSV_RED
✅openCV_HSV_PAGE
▶openCV指令-1
▶依據影像自駕1
▶依據影像自駕2
▶依據影像自駕3
▶依據影像自駕4
▶依據影像自駕5
✅循跡而行
▶循跡而行(影片)
▶循跡載物(影片)
✅自駕車跟隨
▶自駕車跟隨(影片1)
▶自駕車跟隨(影片2)
▶自駕車跟隨(影片3)
▶自駕車跟隨(影片4)
▶自駕車跟隨(影片5)
▶自駕車跟隨程式1

基本程式

練習1
利用python語言當中的迴圈(for)和條件判斷(if, elif, else, break)，我們可以進行下面幾個程式的練習。

練習讓自駕車可以繞一個邊長5公尺的正方形運動
- 在不啟用攝影機的情況下，我們可以控制讓自駕車圍繞邊長5公尺的正方形行走一>圈。同學們可以根據自己所分配到的自駕車，測量這一個車子直線行進幾秒鐘，可以達到5>公尺的距離。
- 然後讓這個車原地轉動若干秒，你的車可以剛好旋轉90度，然後再讓這個車行走5>公尺，以此類推就可以完成正方形的運動，回到出發點。
這是一個簡單的應用，如果同學們可以完成這個簡單的習題，表示你對車輛的行走控制所用到的參數，有了基本的認識。
自駕車朝向目標運動的過程中繞過一個障礙物
設想有一個目標物放在直線行進5公尺的地方，但是在直線行進2.5公尺的地方有一個障礙物，當自駕車靠近行駛到這個障礙物前方時，必須經由彎道行駛繞過這個障礙物，請考慮下面兩個做法：
- 不使用攝影鏡頭的情況下，你根據你對車子的參數的掌握，設計一個彎道的程式區塊，使你的自駕車在這個障礙物前執行這個區塊的程式，就可以繞過障礙物。
- 上述的程式區塊中使用攝影鏡頭判斷障礙物是否在轉彎的過程中已經離開視線，不造成障礙時向前行進，再轉回原本的直線。這個做法的好處是確保障礙物太大時我們的彎道必須做適當的調整，或者太小的時候不需要繞太大的彎。
閃避過障礙物之後繼續向目標前進。
自駕車原地打轉尋找目標
在這個練習中讓自駕車原地打轉，同時讓你的網路攝影機工作，因此就可以同時看到不同方位方向上的影像。原則上這也是一個單獨迴圈就可完成的工作，現在同學們利用open CV>模組進行影像分析，當你的影像中出現你所分配到的目標物對應的特定色碼時，利用條件判斷的指令讓轉動停止，也就是攝影機停留在目標物的影像上。如果能夠做到這點，你可以在擴充你的程式，當目標物運動的時候我們的車子也會跟著轉動盯著你的目標物。