STM32循迹小车系列教程（四）—— 使用OpenMV循迹_openmv驱动小车

作者：凡人多烦事01 | 2024-04-27 07:11:32

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openmv驱动小车

本章节主要讲解如何使用OpenMV循迹以及OpenMV与STM32串口通信

前言

软件：STM32CubeMx、Keil5 MDK、串口调试助手XCOM、OpenMV_IDE

硬件：OpenMV、STM32F103C8T6核心板、下载器ST_LINK、USB转TTL或J-LINK、小车一辆

OpenMV简介

OpenMV是一个开源，功能强大的机器视觉模块。

它以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，在小巧的硬件模块上，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口。它的机器视觉算法包括寻找色块、人脸检测、眼球跟踪、边缘检测、标志跟踪等等。

循迹方法

运行起来的效果如图所示

该方法和一般循迹模块的原理差不多。

使用红框对图像进行分割，这些框作为我们用来巡线的依据，当出现在框内的颜色，符合设置的阙值，就相当于检测到了赛道线。

使用OpenMV循迹的方便之处在于各种颜色的线都可以寻，只需要将对应的阙值修改过了就可以了，并且OpenMV还可以同时完成识别数字或者物体的任务，具体资料可查看星瞳科技官网。

具体实现

接下来我们将展示如何实现OpenMV循迹。

首先，我们先设置我们摄像头拍摄到画面上的框大小和位置


    for rec in roi1:
        img.draw_rectangle(rec, color=(255,0,0))#绘制出roi区域   就画出框

绘制5个检测区域，对应五路循迹


roi1 =     [(0, 40, 20, 40),        # L1 x y w h        每个对应画的框的位置，最后两个是框的大小
            (35, 40, 20, 40),       # L2
            (70,40,10,10),          # M0
            (105,40,20,40),         # R1
            (140,40,20,40)]         # R2

设定要识别的颜色阙值，下面是黑线的阙值代码，如果要循其他颜色的线，需要将其修改成对应颜色的阈值即可

GROUND_THRESHOLD=(21, 100, -124, 32, -26, 22)#黑线  设置要寻的线的阈值。在颜色空间中，阈值被用于定义需要跟踪的颜色

主函数部分

检测到线返回1，否则返回0


    blob1=None
    blob2=None
    blob3=None
    blob4=None
    blob5=None
    flag = [0,0,0,0,0]
    img = sensor.snapshot().lens_corr(strength = 1.7 , zoom = 1.0)#畸变矫正  获取图像帧
 
 
    blob1 = img.find_blobs([GROUND_THRESHOLD1], roi=roi1[0]) #left
    blob2 = img.find_blobs([GROUND_THRESHOLD1], roi=roi1[1]) #middle
    blob3 = img.find_blobs([GROUND_THRESHOLD1], roi=roi1[2])
    blob4 = img.find_blobs([GROUND_THRESHOLD1], roi=roi1[3])
    blob5 = img.find_blobs([GROUND_THRESHOLD1], roi=roi1[4])
 
    if blob1:
        flag[0] = 1  #左边检测到黑线
    if blob2:
        flag[1] = 1  #中间检测到黑线
    if blob3:
        flag[2] = 1  #右边检测到黑线
    if blob4:
        flag[3] = 1  #中间检测到黑线
    if blob5:
        flag[4] = 1  #右边检测到黑线

串口通信部分

控制小车循迹使用OpenMV往往是不够的，我们一般使用OpenMV对赛道图像进行处理，将处理过后的数据使用串口发送给STM32，使用STM32控制小车行驶。

它的目的是为了将OpenMV观测到的数据告诉STM32，让小车做出相对的反应。

代码如下：

初始化串口3，波特率115200,8 bit，无奇偶校验，1停止位，溢出时间1000ms

uart = UART(3,115200,bits=8, parity=None, stop=1, timeout_char = 1000)   #初始化串口

处理数据，将数组2进制数转换为16进制数打包发送


data=0
for i in (0,1,2,3,4): # 0 1 2 3 4      把从最左边到最右边，检测到的记1，然后转化成16进制
        data|=(flag[i]<<(4-i))

以一定协议的格式发送


def sending_data(data):  #A5 A6 data
    global uart;
    data = ustruct.pack("<bbb",      #格式为俩个字符俩个短整型(2字节)
                   0xA5,                      #帧头1
                   0xA6,
                   data
                   )        #数组大小为7，其中2，3，4，5为有效数据，0，1，6为帧头帧尾
    uart.write(data);   #必须要传入一个字节数组

STM32串口解析

使用中断回调函数对数据进行解析，串口具体配置详见往期教程STM32CubeMx使用教程（三）——串口通信、串口协议


void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  UNUSED(huart);
	
	if(huart->Instance == USART1)
	{
		rec_dat[rec_pointer++] = rec_buf;
		
		if(rec_pointer == 3)//接收完成
		{
			rec_pointer = 0;
			if(rec_dat[0] == 0xA5 && rec_dat[1] == 0xA6)//判断帧头
				sensor_val = rec_dat[2];
			else
				memset(rec_dat,'\0',sizeof(rec_dat));
		}
		HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&rec_buf,1);
	}
}

将STM32与OpenMV连接

OpenMV_RX P5接STM32_TX1 PA9
OpenMV_TX P4接STM32_RX1 PA10
OpenMV_GND接STM32_GND

进入Debug可以观察到sensor_val的变化，根据sensor_val的变化驱动左右轮转速沿着赛道线循迹，具体循迹部分可参考往期教程。

需要代码的朋友可以点击以下链接下载，有问题请私信我。

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