[OpenMV學(xué)習(xí)筆記（一）]識(shí)別色塊并與STM32通信傳輸中心坐標(biāo)

ID:1015992 · 發(fā)表于 2022-4-6 00:09

1.前言
一直有想要寫(xiě)些東西的想法正好最近比較閑以及大創(chuàng)項(xiàng)目和電賽備賽需要用到OpenMV所以就記錄一下學(xué)習(xí)過(guò)程。因?yàn)樾“椎谝淮螌?xiě)文章有什么錯(cuò)誤希望大家包含在評(píng)論區(qū)指正。
2.硬件連接
2.1、Openmv端

這里OpenMV端僅作為數(shù)據(jù)的發(fā)送端，所以只需要共地，以及OpenMV的TX（P4）與開(kāi)發(fā)板的RX端連接即可。
2.2、STM32端

將開(kāi)發(fā)板連接STM芯片RX端與轉(zhuǎn)串口TX端的跳帽取下，再將OpenMV的TX端（P4）與STM的RX連接。如果使用USB轉(zhuǎn)TTL則將TTL的RX端與STM的TX端連接，STM的RX端與OpenMV的TX端（P4）連接，然后共地，這樣就可以在串口調(diào)試助手中查看數(shù)據(jù)的傳輸情況了。
3.代碼
3.1、OpenMV端

# Blob Detection and uart transport
import sensor, image, time, math, pyb
from pyb import UART
import json
import ustruct
# For color tracking to work really well you should ideally be in a very, very,
# very, controlled enviroment where the lighting is constant...A
yellow_threshold = (8, 22, -60, -3, 127, -128)
# You may need to tweak the above settings for tracking green things...
# Select an area in the Framebuffer to copy the color settings.

sensor.reset()
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
sensor.set_framesize(sensor.QVGA)    #設(shè)置圖像大小QVGA大小為320*240，所以中心坐標(biāo)應(yīng)該是（160，120）
sensor.skip_frames(time = 2000)
sensor.set_auto_gain(False)          # must be turned off for color tracking
sensor.set_auto_whitebal(False)       # must be turned off for color tracking
red_threshold_01=(66, 31, -58, -24, 127, -128)
clock = time.clock()

uart = UART(3, 115200)
uart.init(115200, bits=8, parity=None, stop=1) # OpenMV端初始化與STM端配置一樣即可。

#**************************傳輸數(shù)據(jù)的函數(shù)************************************
def sending_data(cx,cy):
global uart;
#frame=[0x2C,18,cx%0xff,int(cx/0xff),cy%0xff,int(cy/0xff),0x5B];
#data = bytearray(frame)
data = ustruct.pack("<bbhhb",             #格式為倆個(gè)字符倆個(gè)短整型(2字節(jié))
               0x2C,                      #幀頭1
               0x12,                      #幀頭2
               int(cx), # up sample by 4 #數(shù)據(jù)1
               int(cy), # up sample by 4 #數(shù)據(jù)2
               0x5B)
uart.write(data); #必須要傳入一字節(jié)的數(shù)組，這個(gè)函數(shù)似乎不能發(fā)送單個(gè)字節(jié)，必須得一次發(fā)送多個(gè)字節(jié)
#**************************************************************************

#**************************找到最大的色塊函數(shù)*******************************#
def find_max(blobs):
max_size=0
for blob in blobs:
      if blob.pixels() > max_size:
         max_blob=blob
         max_size = blob.pixels()
return max_blob
#**************************************************************************#

while(True):
img = sensor.snapshot() # Take a picture and return the image.

blobs = img.find_blobs([yellow_threshold])
if blobs:
      max_blob=find_max(blobs)
      #print('sum :', len(blobs))
      img.draw_rectangle(max_blob.rect())
      img.draw_cross(max_blob.cx(), max_blob.cy())
      output_str="[%d,%d]" % (max_blob.cx(),max_blob.cy())

      print('you send:',output_str)          #打印色塊中心點(diǎn)坐標(biāo)到串行終端便于數(shù)據(jù)核驗(yàn)
      sending_data(max_blob.cx(),max_blob.cy())#發(fā)送色塊框的中心點(diǎn)坐標(biāo)
      #FH = bytearray([0x2C,0x12,blobs[0].cx(),blobs[0].cy(),0x5B])

      #uart.write(FH)
else:
      print('not found!')
      sending_data(567,789)#如果沒(méi)有找到符合條件的色塊，那么發(fā)送一個(gè)不可能出現(xiàn)的坐標(biāo)
      #FH = bytearray([0x2C,0x12,0x77,0x55,0x5B])

      #uart.write(FH)

顏色識(shí)別：
      這里只需要使用閾值編輯器，將想要識(shí)別的顏色調(diào)節(jié)到純白色如下圖所示，然后將下面的LAB閾值填入 red_threshold_01=() 即可。

獲取中心坐標(biāo)：
blob.rect() 返回這個(gè)色塊的外框——矩形元組(x, y, w, h)，可以直接在 image.draw_rectangle中使用。
blob.x() 返回色塊的外框的x坐標(biāo)（int），也可以通過(guò)blob[0]來(lái)獲取。
blob.y() 返回色塊的外框的y坐標(biāo)（int），也可以通過(guò)blob[1]來(lái)獲取。
blob.w() 返回色塊的外框的寬度w（int），也可以通過(guò)blob[2]來(lái)獲取。
blob.h() 返回色塊的外框的高度h（int），也可以通過(guò)blob[3]來(lái)獲取。
blob.pixels() 返回色塊的像素?cái)?shù)量（int），也可以通過(guò)blob[4]來(lái)獲取。
blob.cx() 返回色塊的外框的中心x坐標(biāo)（int），也可以通過(guò)blob[5]來(lái)獲取。
blob.cy() 返回色塊的外框的中心y坐標(biāo)（int），也可以通過(guò)blob[6]來(lái)獲取。

3.2、STM32端

void DEBUG_USART_IRQHandler(void)
{
uint8_t com_data;
      uint8_t i;
      static uint8_t RxCounter1=0;
      static uint16_t  RxBuffer1[7]={0};
      static uint8_t RxState = 0;
//       static uint8_t RxFlag1 = 0;

      if( USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)       //接收中斷
      {
            USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);    //清除中斷標(biāo)志
            com_data = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx );

            if(RxState==0&&com_data==0x2C)       //0x2c幀頭
            {
                  RxState=1;
                  RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;    //RxBuffer1[0]==0x2c RxCounter1==1
            }

            else if(RxState==1&&com_data==0x12)    //0x12幀頭
            {
                  RxState=2;
                  RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;    //RxBuffer1[0]==0x12 RxCounter1==2
            }

            else if(RxState==2)                   //開(kāi)始接收有效數(shù)據(jù)
            {
                  RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;    //全部接收完，RxCounter1==7

                  if(RxCounter1>=7||com_data == 0x5B)  //RxBuffer1接受滿了,接收數(shù)據(jù)結(jié)束
                  {
                  RxState=3;
//                      RxFlag1=1;
                     Cx=(RxBuffer1[RxCounter1-4]<<8)+(RxBuffer1[RxCounter1-5]); //RxBuffer1[2]是openmv發(fā)送的第一個(gè)數(shù)據(jù)的低八位,RxBuffer1[3]是openmv發(fā)送的第一個(gè)數(shù)據(jù)的高八位
                     Cy=(RxBuffer1[RxCounter1-2]<<8)+(RxBuffer1[RxCounter1-3]); //RxBuffer1[4]是openmv發(fā)送的第二個(gè)數(shù)據(jù)的低八位,RxBuffer1[5]是openmv發(fā)送的第二個(gè)數(shù)據(jù)的高八位
                  printf("X=%d,Y=%d\n",Cx,Cy);
                  delay_ms(300);    //延時(shí)防止大量數(shù)據(jù)造成上位機(jī)卡頓
                  }
            }

            else if(RxState==3)       //檢測(cè)是否接受到結(jié)束標(biāo)志
            {
                     if(RxBuffer1[RxCounter1-1] == 0x5B)
                     {
                                 USART_ITConfig(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE,DISABLE);//關(guān)閉DTSABLE中斷
//                                  if(RxFlag1)
//                                  {
//
//                                  OLED_ShowNum(0,0,Cx,3,1,2);
//                                  OLED_ShowNum(0,2,Cy,3,1,2);
//
//                                  }
//                                  RxFlag1 = 0;
                                 RxCounter1 = 0;
                                 RxState = 0;
                                 USART_ITConfig(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE,ENABLE);
                     }
                     else //接收錯(cuò)誤
                     {
                                 RxState = 0;
                                 RxCounter1=0;
                                 for(i=0;i<7;i++)
                                 {
                                          RxBuffer1[ i]=0xff;    //將存放數(shù)據(jù)數(shù)組清零
                                 }
                     }
            }

            else //接收異常
            {
                     RxState = 0;
                     RxCounter1=0;
                     for(i=0;i<7;i++)
                     {
                              RxBuffer1[ i]=0xff;    //將存放數(shù)據(jù)數(shù)組清零
                     }
            }

      }

}

看到這里或許會(huì)存在疑問(wèn)，為什么我們發(fā)送五個(gè)數(shù)據(jù)卻要定義一個(gè)七位的數(shù)據(jù)的接收數(shù)組呢？在OpenMV端的發(fā)送函數(shù)里面有一個(gè)"<bbhhb"的數(shù)據(jù)聲明，其中b表示C語(yǔ)言的signed char類型占一個(gè)字節(jié)八位二進(jìn)制數(shù)，h表示C語(yǔ)言的short類型占兩個(gè)字節(jié)十六位二進(jìn)制數(shù)。而我們的OpenMV一次只能發(fā)送一個(gè)字節(jié)八位二進(jìn)制數(shù)，因此實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為：數(shù)據(jù)幀1->數(shù)據(jù)幀2->數(shù)據(jù)1的低八位->數(shù)據(jù)1的高八位->數(shù)據(jù)2的低八位->數(shù)據(jù)2的高八位->數(shù)據(jù)幀3。至于為什么數(shù)據(jù)要使用兩個(gè)字節(jié)，那是因?yàn)槲覀冞x擇的是QVGA即320*240大小的圖像，因此數(shù)據(jù)將會(huì)超過(guò)255即一個(gè)字節(jié)八位二進(jìn)制數(shù)。
4.查看結(jié)果

左邊是OpenMV IDE串行終端的數(shù)據(jù)，右邊是調(diào)試助手中的數(shù)據(jù)�？梢园l(fā)現(xiàn)雖然延時(shí)導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)沒(méi)有被打印出來(lái)但是調(diào)試助手中的數(shù)據(jù)全部來(lái)自串行終端，所以代碼正確。
## 5.總結(jié)
代碼部分參考了[這篇文章]寫(xiě)的很好很詳細(xì)。完整的工程代碼可以去[Gitee下載]。

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