STM32与OpenMV联合打造色块追踪云台系统

资源摘要信息:"基于STM32和OpenMV的色块追踪云台" 一、STM32F103C8T6主控芯片 STM32F103C8T6是STMicroelectronics（意法半导体）生产的基于ARM Cortex-M3内核的高性能微控制器。它具有128KB的闪存和20KB的SRAM，支持USB、USART、I2C、SPI、PWM等多种通信接口。在这项设计中，STM32F103C8T6担任主控制器的角色，负责实时接收OpenMV相机模块发送的串口数据，并控制舵机云台进行目标追踪。 二、舵机云台控制 舵机（Servo）通常用于精确控制机械装置的运动，常用于无人机、机器人、云台等领域。在本系统中，舵机云台作为执行器，通过接收STM32主控制器发送的控制信号来驱动云台进行目标的追踪。舵机的控制需要精确的脉冲波控制，其周期通常为20ms（频率50Hz），0.5ms的脉冲宽度对应0度，而2.5ms的脉冲宽度对应180度。本系统中的180°数字舵机以50Hz的频率控制，对应的脉冲时间计算方式为0.5ms + x/180° * 2ms，其中x代表目标角度。 三、色块追踪算法 色块追踪是指通过图像处理技术，从视频图像中识别出特定颜色区域（色块）并追踪其位置。OpenMV相机模块利用内置的图像处理库函数，通过颜色阈值等方法检测色块，并实时计算其质心坐标（blob.cx和blob.cy）。然后，通过串口通信将这些数据发送给STM32控制器。 四、PID控制算法 STM32接收到色块的位置坐标后，会计算出角度偏差angle_error，并采用PID（比例-积分-微分）控制算法来精确控制云台的滚动角（roll_angle）和俯仰角（pitch_angle）。PID算法是一种常用的反馈控制算法，通过比例（P）、积分（I）和微分（D）三个参数的调整，可以有效减小目标落点位置的误差，提高追踪精度和稳定性。 五、OpenMV程序设计 OpenMV作为一种嵌入式机器视觉模块，内置了丰富的图像处理功能，能够轻松实现色块追踪。OpenMV程序设计时调用相关库函数实现追踪功能，并使用pyb模块的串口通信函数，将色块的坐标数据实时发送给STM32。这些串口数据用于STM32进行角度控制算法的计算和执行。 六、串口通信协议 本系统中的串口通信协议设计至关重要，保证了数据传输的准确性和效率。通信协议采用了帧头、数据、校验位、帧尾的数据帧格式。这样的设计可以有效避免数据丢失或错误，尤其是在数据量较大（超过8位）时，通过高八位和低八位的分段方式确保数据完整传输。 七、系统整合与应用 本系统结合了STM32的高效控制能力和OpenMV的图像处理功能，能够实现对特定色块的实时追踪。这种云台设计广泛应用于机器人视觉、无人机跟踪、自动导航等领域。通过色块追踪技术，可以实现对运动目标的快速定位和跟踪，具有广泛的应用价值和研究意义。 请注意，以上内容未提及"ju-light_trace-master"压缩包内文件列表，因为文件名称列表并不直接提供有关技术实现或知识点的信息。如果需要分析具体文件列表内容，请提供详细信息。