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【STM32+OPENMV】二维云台颜色识别及追踪_匿名openmv色块追踪

作者：酷酷是懒虫 | 2024-07-10 16:12:24

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匿名openmv色块追踪

一、准备工作

有关OPENMV最大色块追踪及与STM32通信内容，详情见【STM32+HAL】与OpenMV通信

有关七针OLED屏显示内容，详情见【STM32+HAL】七针OLED(SSD1306)配置(SPI版)

二、所用工具

1、芯片：STM32F407ZGT6

2、CUBEMX配置软件

3、KEIL5

4、OPENMV

三、实现功能

二维云台追踪最大色块，并显示中心x,y坐标至OLED

四、HAL配置步骤

1、生成两路PWM波控制舵机

周期为20ms

2、中断配置

五、KEIL填写代码

1、ptz.c
  1. #include "ptz.h"
  2. #include "string.h"
  3. #include "stdio.h"
  4. #include "stdlib.h"
  5. #include "main.h"
  6. #include "tim.h"
  7. #include "usart.h"
  8.  
  9. #define RXBUFFERSIZE	256
  10. #define CCR_UD 			TIM2->CCR2   	//up and down....		RANGE:420-2000		
  11. #define CCR_LR 			TIM2->CCR3   	//Left and Right....	RANGE:420-2500  	
  12. #define Cen_x  			160		//x轴中心坐标值
  13. #define Cen_y  			120		//y轴中心坐标值
  14.  
  15. #define sp1				7       //x轴速度
  16. #define sp2				6       //y轴速度
  17. #define range			40      //识别范围
  18.  
  19.  
  20.  
  21. char RxBuffer[RXBUFFERSIZE],rx_buf[RXBUFFERSIZE];
  22. uint8_t aRxBuffer;
  23. uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;
  24.  
  25. int cnt_rx=0,cnt_dt=0;
  26. int cx=0,cy=0;
  27.  
  28.  
  29.  
  30.  
  31. void Tilt(void)
  32. {
  33. 	if(cx < (Cen_x-range)) CCR_LR = (CCR_LR>2450)?2450:CCR_LR+sp1;
  34. 	else if (cx > (Cen_x+range))	CCR_LR = (CCR_LR<450)?450:CCR_LR -sp1;
  35. 	else CCR_LR= CCR_LR;
  36.  
  37. 	if(cy < (Cen_y-range)) CCR_UD = (CCR_UD<420)?420:CCR_UD -sp2;
  38. 	else if (cy > (Cen_y+range))	CCR_UD = (CCR_UD>1800)?1800:CCR_UD+sp2;
  39. 	else CCR_UD= CCR_UD;
  40. }
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
  47. {
  48.     UNUSED(huart);
  49. 	if(huart==&huart2){
  50. 		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt] = aRxBuffer;
  51. 		Uart1_Rx_Cnt++;
  52. 		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0xb3)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0xb3)) cnt_rx=1;		//帧头判定
  53. 		else if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0d)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0a)) cnt_rx=2;	//帧尾判定
  54. 		else cnt_rx=0;
  55.  
  56. 		switch (cnt_rx)
  57.         {
  58.         	case 1:
  59. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
  60. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
  61.         		break;
  62.         	case 2:
  63. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] = '\0';
  64. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] = '\0';
  65. 				strcpy(rx_buf,RxBuffer);
  66.  
  67. 				int st=0;						//有效数值开始位置
  68. 				cnt_dt=0;						//空格数
  69. 				for(int i=0;rx_buf[i];i++){
  70. 					if(cnt_dt==4) break;
  71. 					if(rx_buf[i]==' ') {
  72. 						cnt_dt++;
  73. 						int temp=0;
  74. 						for(int j=st;j<i;j++)
  75. 							temp=temp*10+(rx_buf[j]-'0');
  76. 						switch (cnt_dt){
  77.                         	case 1:cx=temp;break;
  78.                         	case 2:cy=temp;break;
  79.                         }
  80. 						st=i+1;
  81. 					}
  82. 				}
  83.  
  84. 				while(HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);
  85. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
  86. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
  87.         		break;
  88. 			default:break;
  89.         }
  90. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
  91. 	}
  92. }

2、main.c
  1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  2. 	OLED_Init();
  3.  
  4. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
  5.  
  6. 	TIM2->CCR2 = 420-1;
  7. 	TIM2->CCR3 = 1400-1;
  8. 	HAL_TIM_PWM_Start (&htim2, TIM_CHANNEL_2);
  9. 	HAL_TIM_PWM_Start (&htim2, TIM_CHANNEL_3);
  10.   /* USER CODE END 2 */
  11.  
  12.   /* Infinite loop */
  13.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
  14.   while (1)
  15.   {
  16. 	  OLED_ShowNum(30,20,cx,3,16);
  17. 	  OLED_ShowNum(30,40,cy,3,16);
  18. 	  OLED_Refresh();
  19.     /* USER CODE END WHILE */
  20.  
  21.     /* USER CODE BEGIN 3 */
  22. 	  if(flag) Tilt();
  23.   }
  24.   /* USER CODE END 3 */
  25. }

3、按键控制暂停
  1. /* USER CODE BEGIN 4 */
  2.  
  3. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)  
  4. {
  5. 	if(GPIO_Pin == KEY0_Pin){
  6. 		HAL_Delay(20); //延时消抖
  7. 		if(GPIO_Pin == KEY0_Pin){
  8. 			flag=0;
  9. 		}
  10. 	}
  11. }
  12. /* USER CODE END 4 */

六、巨人之肩

【毕业设计】基于STM32及OpenMV的云台追踪装置

电赛：二维云台控制

【毕业设计】基于STM32F103C8T6最小系统板与OpenMV的二维云台PID控制追踪系统

后续优化方案：PID调控

位置式PID与增量式PID区别浅析

七、源码提供

【STM32+OPENMV】二维云台颜色识别及追踪【无PID版】

八、成果展示

PTZ

九、优化方案：PID控制

  1. #include "ptz.h"
  2. #include "string.h"
  3. #include "stdio.h"
  4. #include "stdlib.h"
  5. #include "main.h"
  6. #include "tim.h"
  7. #include "usart.h"
  8.  
  9. #define RXBUFFERSIZE	256
  10. #define CCR_UD 			TIM1->CCR1   	//up and down....		RANGE:1250-7500
  11. #define CCR_LR 			TIM1->CCR2   	//Left and Right....	RANGE:1250-7500
  12. #define Cen_x  			160				//x轴中心坐标值
  13. #define Cen_y  			120				//y轴中心坐标值
  14.  
  15. #define KP1 				0.45
  16. #define KD1 				2
  17. #define KP2 				0.35
  18. #define KD2 				2
  19.  
  20. #define sp1				30
  21. #define sp2				23
  22. #define range			35
  23.  
  24.  
  25.  
  26. char RxBuffer[RXBUFFERSIZE],rx_buf[RXBUFFERSIZE];
  27. uint8_t aRxBuffer;
  28. uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;
  29.  
  30. int cnt_rx=0,cnt_dt=0;
  31. int cx=0,cy=0;
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36. void Tilt(void)
  37. {
  38. 	if(PID1(cx,Cen_x)+CCR_LR>7450) CCR_LR=7450;
  39. 	else if(CCR_LR<1250) CCR_LR=1250;
  40. 	else CCR_LR+=PID1(cx,Cen_x);
  41. 	
  42. 	if(CCR_UD>4000) CCR_UD=4000;
  43. 	else if(CCR_UD<1250) CCR_UD=1250;
  44. 	else CCR_UD-=PID2(cy,Cen_y);
  45. 	
  46. }
  47.  
  48.  
  49. int PID1(int current,int target)  //PID速度控制
  50. {
  51. 	static int LastError;					//Error[-1]
  52. 	int iError,Outpid;						//当前误差
  53.  
  54. 	iError=target-current;		 			//增量计算
  55. 	Outpid=(KP1 * iError)  					//E[k]项
  56. 			+(KD1 * (iError-LastError));		//E[k]-E[k-1]项
  57.  
  58. 	LastError=iError;						//存储误差，用于下次计算
  59. 	
  60. 	return Outpid;
  61. }
  62.  
  63. int PID2(int current,int target)  //PID速度控制
  64. {
  65. 	static int LastError;					//Error[-1]
  66. 	int iError,Outpid;						//当前误差
  67.  
  68. 	iError=target-current;		 			//增量计算
  69. 	Outpid=(KP2 * iError)  					//E[k]项
  70. 			+(KD2 * (iError-LastError));		//E[k]-E[k-1]项
  71.  
  72. 	LastError=iError;						//存储误差，用于下次计算
  73. 	
  74. 	return Outpid;
  75. }
  76.  
  77.  
  78.  
  79.  
  80.  
  81.  
  82.  
  83. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
  84. {
  85.     UNUSED(huart);
  86. 	if(huart==&huart2){
  87. 		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt] = aRxBuffer;
  88. 		Uart1_Rx_Cnt++;
  89. 		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0xb3)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0xb3)) cnt_rx=1;		//帧头判定
  90. 		else if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0d)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0a)) cnt_rx=2;	//帧尾判定
  91. 		else cnt_rx=0;
  92.  
  93. 		switch (cnt_rx)
  94.         {
  95.         	case 1:
  96. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
  97. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
  98.         		break;
  99.         	case 2:
  100. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] = '\0';
  101. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] = '\0';
  102. 				strcpy(rx_buf,RxBuffer);
  103.  
  104. 				int st=0;						//有效数值开始位置
  105. 				cnt_dt=0;						//空格数
  106. 				for(int i=0;rx_buf[i];i++){
  107. 					if(cnt_dt==4) break;
  108. 					if(rx_buf[i]==' ') {
  109. 						cnt_dt++;
  110. 						int temp=0;
  111. 						for(int j=st;j<i;j++)
  112. 							temp=temp*10+(rx_buf[j]-'0');
  113. 						switch (cnt_dt){
  114.                         	case 1:cx=temp;break;
  115.                         	case 2:cy=temp;break;
  116.                         }
  117. 						st=i+1;
  118. 					}
  119. 				}
  120.  
  121. 				while(HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);
  122. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
  123. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
  124.         		break;
  125. 			default:break;
  126.         }
  127. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
  128. 	}
  129. }

源码

STM32+OPENMV二维云台颜色识别及追踪PID版

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