隨著計算機和人工智慧技術的日益發展,青少年機械人程式設計教育也越來越流行,相關的教學裝置逐漸成為研究熱點。視覺感測器是相關教學裝置的核心部件,也是影響機械人智慧型化表現的關鍵模組。現有視覺感測器實現的功能單一,且識別準確率較低,同時**較高,難以在教育市場推廣普及,因而無法滿足市場需求。
以低成本全志h5晶元為基礎搭建的系統,使用tengine框架(安裝教程:該視覺感測器不僅可以執行數字影象處理演算法,還可以搭建輕量級神經網路框架,適合用於機械人程式設計教育視覺感測器的設計。
母板總體功能框架如下圖,一共設計有5大功能。
其中,五大模組,顏色識別、目標跟蹤和條形碼識別使用了opencv庫,使用自定義演算法進行處理。數字識別和簡單物體識別使用了開源的專案tengine框架(詳情可諮詢:
配合微處理器(如微控制器、stm32等)使用,通過串列埠的方式通訊,使用的流程如下圖所示;
在微型控制器上編寫簡單的控制**,通過串列埠與視覺感測器之間進行互動,視覺感測器採集影象資訊後,將處理結果傳送到微型控制器。具體實物如下圖所示:
在理想情況下測試得到的電氣引數如下,溫度的變化會嚴重影響系統的效能:
引數
具體指標
備註
工作電壓
4.7~5.6v
外接電壓大於核心板時,向電路板供電,反之則相反
工作電流
300~1500ma
待機電流為300ma,4核全速執行時電流峰值1500ma
保護電流
2000ma
避免短路導致電路板損毀
管腳電平
3.3v
管腳輸出電平為3.3v
管腳電流
5ma管腳輸出電流為5 ma,只能驅動小負荷負載
介面型別
microusb
測試和通訊
通訊協議
uart串列埠
波特率為115200bps
影象畫素
30萬畫素
影象解析度
640*480
影象輸出格式
yuv4:4:4全取樣
影象視角
60度攝像頭視距
2m顏色識別功能設計是可以2m內識別10*10cm球體
更新方式
sd卡使用sd卡更新
工作溫度
-5℃~80℃
溫度高會影響效能
工作濕度
40—90% rh9
不能結露,不能有水珠
主機板尺寸
10cm*10cm*6cm
分別對應長寬高引數
指示燈和按鍵結合使用,指示燈主要用來顯示視覺感測器狀態,按鍵用來改變感測器狀態,這部分**可以根據範例進行修改。
led指示燈含義如下:
led
功能
測試結果
綠色(led1)
功能:跟蹤狀態顯示
常亮:跟蹤成功
熄滅:跟蹤失敗,其他模式
閃爍:目標跟蹤模式開始採集特徵
成功黃色(led2)
功能:系統狀態顯示
常亮:系統休眠
熄滅:系統正常
閃爍:系統故障,無法輸出,或者無法採集影象資料等
成功藍色(led3)
功能:系統功能顯示
常亮:執行神經網路(執行數字識別、分類網路時)
熄滅:執行普通功能(顏色識別、目標跟蹤、顏色識別)
閃爍:燈閃爍表示正在切換狀態
成功按鍵使用如下:
按鍵
長按功能
測試結果
按鍵一(key1)短按
睡眠喚醒
成功按鍵一(key1)長按
關閉裝置
成功按鍵二(key2)短按
顏色跟蹤模式
成功按鍵二(key2)長按
採集影象特徵
成功按鍵三(key3)短按
切換模式
成功按鍵三(key3)長按
進入網路分類功能
成功具體視覺感測器測試、購買可以諮詢:火星人俱樂部官網(),**或郵件聯絡即可。感測器已經申請專利,商業使用需要授權。
,歡迎star和fork,有問題可以再github上交流。
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