[G-非接触物体尺寸形态测量] 非接触物体尺寸形态测- 福建赛区-宁德师范学院-无名小队

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一粒轻沙

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查看: 266回复: 3 发表于 2020-11-10 16:48:24   只看该作者
本帖最后由 a1176658950 于 2020-11-10 17:23 编辑

引言:略.....
直接进入主题吧,这不是论文报告,没有那么严肃想到什么写什么


主控:STM32H750VBT6主频480MHZ,单价22
1M的RAM足够形状识别,色块识别使用,128KBROM代码够用,实际代码仅仅32KB
QQ图片20201110142909.png

测距方案:串口超声波。范围2cm到550cm,精度0.5cm,单价12
控制方案:舵机(本作品最贵的部分高达70元)。
电源部分:3个锂电池,一个锂电池经过降压到3.3V直接给控制模块单元使用,两个串联降压到6V给舵机供电。
识别部分:7725摄像头,内置dsp单元可对图像进行缩放处理,进行数码变焦达到长焦镜头功能(学校没钱买不起长焦镜头)。
设置部分:2个按键。
显示部分:1.3寸spi_显示屏。
平面物体中心识别程序思路:
本次比赛识别目标为正三角形、正方形,圆,颜色RGB,识别色块中心位置即形状中心位置
形状识别思路:
  形状扫描边缘,把边缘到中心的距离,角度储存到数组中,得到0-360度中间的距离,把中间空的部分去除,对这个数组进滤波处理,判断有几个波峰波谷即是几边型
对边缘长度数组求方差,超过阈值为圆,很容易识别出三角形正方形与圆,而且三角形与正方形可以任意角度旋转无影响
边长识别:
  通过凸透镜成像公式经过推导:焦点到物体距离X物体边长=定值,对像素面积求平方根即为长度*k,经过多组数据测量
得出三角形,正方形与圆通过像素面积与长度得出尺寸的公式
三角形:L=sqrt(M_Num_n)*(csb_l+csbx)*0.0034;
理论精度达到0.3mm,实际测量精度3m(只能说超声波厂家吹牛超声波精度没有这么高)

球类识别:
  由于可以使用自己的球进行识别这时候就得利用些技巧,将本来需要模版匹配神经网络这些高大上的算法,简化为色块识别+圆形识别
图像黑白处理读取黑色色块,刚才一样算法找出圆形,根据圆形内含有哪些颜色判断是什么球
排球:蓝加黄,篮球:纯绿色,足球,白加黑(旧的球白相当于灰了)



控制算法:和去年电磁炮的要求一样,来个增量试pd调节足够使用

程序总结:没有高级图像识别算法,毕竟我们3个人高数挂科2个 理解不了
使劲复制黏贴,色块识别是以前17年的祖传代码这么多年都没改过,原来只有识别红色复制黏贴后,红黄蓝绿4种颜色妥妥的,加上H750高达480MHZ的算力,fps高达130,对数据滤波处理精度大大提升。
电路总结:32最小系统还是比较简单的,整个系统就用到,单片机,lcd,晶振,排针,摄像头卡座,按键,电容 电阻 led 。
虽然简单也得多焊多练,单单750单片机我们就焊坏3片过(还好这不算在成本内)

成本控制:单片机22+摄像头25+显示屏10+舵机70+锂电池30+其他零件30=187元人民币! 隔壁小车组除去板卡不要钱其他零件好像没过80,成绩还比我们好。我们这方面还得再接再厉争取成本更低,不过明年就毕业了节约成本是学弟的事了。

制作过程:
题目10点发出,从宿舍刚去实验楼11点开始复制黏贴早上10点色块基本功能都实现了,我睡了一觉队友开始研究形状识别,还没睡够就被老师叫醒
第二天凌晨3点,形状识别搞定。我们3都好好睡一觉。起来后我开始写识别球,等到傍晚场地布置结束。发现3米处图像太小无法稳定识别形状,当时就想弄一个长焦镜头来,可是太贵老师当场拒绝。老师说7725有缩放功能没必要用镜头,又去研究寄存器。
第三天凌晨,成功缩放图像,成功在3米处识别成功多种形状与3种球类。接下来简单的用热熔胶打一个平台出来,刚开始用9g舵机怎么调都无法对准中心,误差超过5cm,后面更换我们学校能找到的最贵的舵机,精度终于能达到2cm内。
第四天早上:完成所有功能,测试10次基本满分,这里我们忽略了对准误差,测试时扣了好几分。



摄像头原理图缩略图:详细见复件
QQ截图20201110154537.png








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发表于 2020-11-11 08:52:56   只看该作者
棒棒哒!!!!

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发表于 2020-11-12 08:36:25   只看该作者
谢谢分享

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二氧化硅

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发表于 2020-11-12 09:01:17   只看该作者
谢谢楼主分享
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