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https://github.com/juan-alvarado21/automatic_cat_feeder_ai

This project outlines the development and implementation of an automatic cat feeder, leveraging an artificial vision system. The system operates in two modes: automatic and manual, aiming to enhance pet feeding using Raspberry Pi and Arduino.
https://github.com/juan-alvarado21/automatic_cat_feeder_ai

arduino artificial-vision cat-detection raspberry-pi ssd-mobilenetv2 ssh-connection

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This project outlines the development and implementation of an automatic cat feeder, leveraging an artificial vision system. The system operates in two modes: automatic and manual, aiming to enhance pet feeding using Raspberry Pi and Arduino.

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README 

        
# Implementation of an Automatic Cat Feeder Based on Artificial Vision Using Raspberry Pi and Arduino



## Project Summary



This project describes the development and implementation of an automatic cat feeder based on an artificial vision system. The system can be activated in two ways: automatically and manually, and is designed to improve pet feeding using modern technologies such as Raspberry Pi and Arduino.



## System Functionality Description



### Automatic Mode



1. _Cat Detection:_ The system uses a webcam connected to the Raspberry Pi to capture images of the environment every second. These images are processed to detect the presence of a cat with confidence greater than 50%.

2. _Feeding Interval Verification:_ In addition to detecting the cat, the system verifies the activation of the token corresponding to the established feeding interval.

3. _Feeder Activation:_ If both conditions are met, the system sends a signal through a serial connection from the computer to an Arduino. This Arduino controls a servomotor that rotates 45° for 2 seconds, allowing the food to be dispensed, and then returns to its original position.



### Manual Mode



1. _Manual Activation:_ The feeder can be manually activated by pressing a button on a web application. Pressing this button sends a similar signal to the automatic mode to activate the servomotor and dispense the food.



## Technical Details



- _Serial Connection:_ The activation signal for the feeder is sent from the computer to the Arduino via a serial connection. The specific message activates the mechanism that controls the servomotor.

- _Raspberry Pi and Artificial Vision:_ A Raspberry Pi Zero 2W, connected to a webcam, captures images of the environment every second. These images are transmitted to the computer via SSH protocol, where they are processed for cat detection. The most recent images are displayed on the web application and continuously updated. When the program is closed, all captured images are deleted to conserve storage space.



## App Interface



![Aspect of the Flask Application](img/app.jpeg)



## Setup Instructions



### Prerequisites



1. Clone this repository:

   bash

   git clone https://github.com/Juan-Alvarado21/Automatic_Cat_Feeder_AI.git

   cd Automatic_Cat_Feeder_AI

2. Install the required dependencies:

   bash

   pip install -r requirements.txt



3. Configure SSH connection:

   Edit the .ssh_config file with the IP address of your Raspberry Pi and other necessary configurations.



4. Connect to the internet and enable SSH on your Raspberry Pi.



Modify the swap size:



bash



sudo nano /etc/dphys-swapfile

sudo dphys-swapfile setup

sudo dphys-swapfile swapon



Update the system and install additional dependencies:



bash



    sudo apt update

    sudo apt install fswebcam python3-pip libatlas-base-dev



4. Download and place the mobilenet_v2.caffemodel in the src/ directory.



### Execution

1. Run the main.py and det.py script simultaneous :

   

bash



   python src/main.py

   python src/det.py



## Models



This repository includes the following models:



- model.tflite

- ssd_mobilenet_v2.tflite (Apache 2.0 License)



The mobilenet_v2.caffemodel must be downloaded and placed in the src/ directory.



## Authors



- **Juan Manuel Alvarado** - *Initial work* - [Juan-Alvarado21](https://github.com/Juan-Alvarado21)

- **Alexander Iain Crombie** - *Contributor* - [titosuperb](https://github.com/titosuperb).

- **Gabriel Alexis Luna** - *Contributor* - [hakoluna](https://github.com/hakoluna). 



## Contributions



Contributions are welcome. Please open an issue or a pull request to discuss the changes you would like to make.



## License



This project is licensed under the MIT License - see the LICENSE file for details.



## Short Description



Este proyecto describe el desarrollo y la implementación de un alimentador automático para gatos, basado en un sistema de visión artificial. El sistema se acciona de dos maneras: de forma automática y manual, y está diseñado para mejorar la alimentación de mascotas mediante el uso de tecnologías modernas como la Raspberry Pi y Arduino.

Nombre del Paper: "Automatic Cat Feeder System Using Artificial Vision with Raspberry Pi and Arduino"

Descripción del Funcionamiento del Sistema



El sistema de alimentador automático desarrollado en este proyecto se basa en la detección de gatos a través de una aplicación de visión artificial, utilizando una Raspberry Pi Zero 2W y una cámara web. El alimentador puede activarse de dos formas distintas:



    Modo Automático:

        Detección del Gato: El sistema utiliza una cámara web conectada a la Raspberry Pi para capturar imágenes del entorno cada segundo. Estas imágenes se procesan para detectar la presencia de un gato con una confianza mayor al 50%.

        Verificación del Intervalo de Alimentación: Además de la detección del gato, el sistema verifica que esté activo el token correspondiente al intervalo o horario de alimentación establecido.

        Accionamiento del Alimentador: Si ambas condiciones anteriores se cumplen, el sistema envía una señal a través de una conexión serial desde la computadora a un Arduino. Este Arduino controla un servomotor que gira 45° durante 2 segundos, permitiendo la dispensación de la comida, y luego regresa a su posición original.



    Modo Manual:

        Accionamiento Manual: El alimentador puede ser accionado manualmente presionando un botón en una aplicación web. Al presionar este botón, se envía una señal similar a la del modo automático para activar el servomotor y dispensar la comida.



Detalles Técnicos



    Conexión Serial: La señal de activación del alimentador se envía desde la computadora al Arduino mediante una conexión serial. El mensaje específico activa el mecanismo que controla el servomotor.



## Functionality Demo



![Functioning of the System](img/feeder.gif)

    

    Raspberry Pi y Visión Artificial: Una Raspberry Pi Zero 2W, conectada a una cámara web, captura imágenes del entorno cada segundo. Estas imágenes se transmiten a la computadora mediante el protocolo SSH, donde son procesadas para la detección del gato. Las imágenes más recientes se muestran en la aplicación web y se actualizan continuamente. Al cerrar el programa, todas las imágenes capturadas se eliminan para conservar el espacio de almacenamiento.



Este sistema combina tecnologías de visión artificial, comunicación serial y control de servomotores para proporcionar una solución efectiva y moderna a la alimentación automática de mascotas.