前言

硬件注意事项

接线问题

云台购买推荐

出现Frame capture has timed out. 帧捕获超时了

main.py

代码

import sensor, image, time

from pid import PID
from pyb import Servo  #从内置pyb导入servo类，也就是舵机控制类

pan_servo=Servo(1)  #定义两个舵机，对应P7引脚
tilt_servo=Servo(2) #定义两个舵机，对应P8引脚

pan_servo.calibration(500,2500,500)
tilt_servo.calibration(500,2500,500)

red_threshold  = (13, 49, 18, 61, 6, 47)  #设置红色阈值

pan_pid = PID(p=0.07, i=0, imax=90) #PID参数，只需要调整P量即可，设置P7引脚的PI值
tilt_pid = PID(p=0.05, i=0, imax=90) #PID参数，只需要调整P量即可，设置P8引脚的PI值
#pan_pid = PID(p=0.1, i=0, imax=90)#在线调试使用这个PID
#tilt_pid = PID(p=0.1, i=0, imax=90)#在线调试使用这个PID

sensor.reset() # 初始化摄像头传感器
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) # 使用 RGB565 彩图
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA) # 使用 QQVGA 分辨率
sensor.skip_frames(10) #跳过几帧，让新的设置生效。
sensor.set_auto_whitebal(False) # 因为是颜色识别，所以需要把白平衡关闭
clock = time.clock() # 追踪帧率，影响不大

#__________________________________________________________________
#定义寻找最大色块的函数，因为图像中有多个色块，所以追踪最大的那个
def find_max(blobs):
    max_size=0
    for blob in blobs:
        if blob[2]*blob[3] > max_size:
            max_blob=blob
            max_size = blob[2]*blob[3]
    return max_blob

#__________________________________________________________________
while(True):
    clock.tick() # 跟踪快照()之间经过的毫秒数。
    img = sensor.snapshot() # 截取一张图片

    blobs = img.find_blobs([red_threshold]) #识别红色阈值
    if blobs:   #如果找到红色色块
        max_blob = find_max(blobs)  #调用上面自定义函数，找到最大色块
        pan_error = max_blob.cx()-img.width()/2
        tilt_error = max_blob.cy()-img.height()/2

        print("pan_error: ", pan_error)

        img.draw_rectangle(max_blob.rect()) # 在找到最大色块画一个矩形框
        img.draw_cross(max_blob.cx(), max_blob.cy()) # cx, cy

        pan_output=pan_pid.get_pid(pan_error,1)/2
        tilt_output=tilt_pid.get_pid(tilt_error,1) #上面两个都说进行PID运算
        print("pan_output",pan_output)
        pan_servo.angle(pan_servo.angle()+pan_output) #将最终值传入两个舵机中，追踪目标
        tilt_servo.angle(tilt_servo.angle()-tilt_output)# 因为两个舵机方向和摆放位置不同，所以一个是+一个是-

舵机控制

舵机选择

舵机脉冲设置

颜色阈值设置

PID的P和I参数设置

帧率禁用

pid.py

from pyb import millis
from math import pi, isnan
 
class PID:
    _kp = _ki = _kd = _integrator = _imax = 0
    _last_error = _last_derivative = _last_t = 0
    _RC = 1/(2 * pi * 20)
    def __init__(self, p=0, i=0, d=0, imax=0):
        self._kp = float(p)
        self._ki = float(i)
        self._kd = float(d)
        self._imax = abs(imax)
        self._last_derivative = float('nan')
 
    def get_pid(self, error, scaler):
        tnow = millis()
        dt = tnow - self._last_t
        output = 0
        if self._last_t == 0 or dt > 1000:
            dt = 0
            self.reset_I()
        self._last_t = tnow
        delta_time = float(dt) / float(1000)
        output += error * self._kp
        if abs(self._kd) > 0 and dt > 0:
            if isnan(self._last_derivative):
                derivative = 0
                self._last_derivative = 0
            else:
                derivative = (error - self._last_error) / delta_time
            derivative = self._last_derivative + \
                                     ((delta_time / (self._RC + delta_time)) * \
                                        (derivative - self._last_derivative))
            self._last_error = error
            self._last_derivative = derivative
            output += self._kd * derivative
        output *= scaler
        if abs(self._ki) > 0 and dt > 0:
            self._integrator += (error * self._ki) * scaler * delta_time
            if self._integrator < -self._imax: self._integrator = -self._imax
            elif self._integrator > self._imax: self._integrator = self._imax
            output += self._integrator
        return output
    def reset_I(self):
        self._integrator = 0
        self._last_derivative = float('nan')

关于C站那位做出结果的阈值代码注意事项

图像类型

图像分辨率

跳过帧数

曝光度设置

白平衡和自增益

黑色边框检测

E题官方解释

1问：E题可以使用openmv吗？
答：E题只禁止笔记本和台式机。其他任意
2问：E题目标运动追踪系统能用树莓派不？
答：同上。
3问：E题，云台和屏幕的高度关系是怎么样的？
答：自定。
4问：请问e题基本要求(1)进行自动复位时屏幕的位置是一直固定吗？
答：当然，只有绿色激光笔可以移动。
5问：E题中主板能用stm32的战舰精英mini版吗？E题中基本要求一测试完之后是否可以复位？
6问：请问E题运动目标控制与自动追踪系统中的屏幕，对材质有什么特殊要求吗？
答：白色。
7问：E题 1. 摄像头模块的摆放位置是否有要求，题目中未提及；2. 现场测试的屏幕材料是否确定，可否提供材料名称？
答：屏幕可自带。其他自定。
8问：E题：封装时屏幕和靶纸要一起封入带去吗？还是测试时由组委会提供所有队伍统一使用的？
答：封箱后自己带。赛区不提供屏幕和靶纸。
9问：E题中的两种激光笔测试开始后是一直要亮着吗？
答：自定。
10问：E题的基础部分第一问里边的“在任意位置按下按键可以复位”任意位置需要我们自己能达到还是说只需要把重点放在能复位？
答：题目已经说的很清楚，光斑处在任意位置都可通过复位功能回到原点
11问：E题屏幕高度有要求么？
答：自定。
12问：E题基础部分第一问的“任意位置都可以复位”我们需要自己写程序让激光笔达到人意位置然后再按下按键复位还是说到哪个位置不需要管只要能做到复位就可以了？
答：题目已经说的很清楚，光斑处在任意位置都可通过复位功能回到原点。
13问：测试场地屏幕是否与外界环境线条分界明显？
答：没有要求。