圖像識別技術(shù)應(yīng)用
——從“石頭剪刀布”游戲到空間交會對接

◎浙江省平湖市乍浦小學(xué)505班 宮琦俊

2022年7月25日3時13分，問天實(shí)驗(yàn)艙成功對接天和核心艙前向端口，整個交會對接過程歷時約13個小時，這是我國兩個20噸級航天器首次在軌實(shí)現(xiàn)交會對接。

空間交會對接技術(shù)常被形象地稱為“萬里穿針”，而這絲毫沒有夸大它的技術(shù)難度。在自主快速交會對接過程中，航天器會自動識別，相互靠近，然后調(diào)整各自的位置，逐步達(dá)到零距離，最后啟動對接機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對接，連成一體。在這期間，圖像識別非常關(guān)鍵。而對于圖像識別技術(shù)，我覺得很熟悉。

我的探索

手勢識別是最基礎(chǔ)、最簡單的圖像識別。在編程課上，我做過一個與手勢識別有關(guān)的小程序——“石頭剪刀布”游戲。啟動游戲后，對著計(jì)算機(jī)攝像頭做出“石頭”或“剪刀”或“布”的手勢，計(jì)算機(jī)通過拍照識別手勢，再進(jìn)行對比計(jì)算，最后告訴我們游戲結(jié)果，非常有趣。

這個程序的關(guān)鍵在于拍照導(dǎo)入、手勢識別、數(shù)據(jù)庫對比、語音輸出、運(yùn)用隨機(jī)模塊和彈窗模塊。也就是控制“import camera,recognition,speech random,Box”代碼，通過“while true”代碼實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)，在循環(huán)的過程中進(jìn)行拍照識別，根據(jù)“石頭”“剪刀”“布”這三種手勢分別對應(yīng)的代碼模塊，系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)選擇一種手勢進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果來判定輸贏。

比如，當(dāng)我出“布”而計(jì)算機(jī)出“石頭”的時候，計(jì)算機(jī)會發(fā)出很喪氣的聲音：“唉，你贏了！”當(dāng)我出“剪刀”而計(jì)算機(jī)出“石頭”的時候，計(jì)算機(jī)會發(fā)出得意的聲音：“呵呵，我贏了！”當(dāng)我們比劃的手勢一樣時，它會說：“我們出的一樣！”是不是很有意思？

程序升級

“石頭剪刀布”游戲是用來娛樂的，如果將這個小程序升級，可以實(shí)現(xiàn)更多功能，甚至運(yùn)用在太空探索中，比如在太空中用手勢來傳遞信息。

我們用不同的手勢表示不同的含義，航天飛船上的攝像頭捕捉到手勢后可以把它轉(zhuǎn)化為指令來控制航天飛船。表示數(shù)字、時間的手勢可以代替按鍵實(shí)現(xiàn)信息輸入。

未來，基于一個個類似手勢識別的小程序，機(jī)器人可以代替航天員在太空行走，航天飛船可以自動往返于月球、火星、地球，或者其他星球。那時，我住在嘉興市，工作在太空，每天早上我乘坐航天飛船到太空上班，下午又乘坐航天飛船返回地球，想想就覺得很神奇。

“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。”現(xiàn)在我要認(rèn)真學(xué)習(xí)編程，從小程序著手，扎扎實(shí)實(shí)走好每一步，期待在未來實(shí)現(xiàn)這些美好的夢想。