• 【STM32+OPENMV】二维云台颜色识别及追踪

    一、准备工作

    有关OPENMV最大色块追踪及与STM32通信内容，详情见【STM32+HAL】与OpenMV通信

    有关七针OLED屏显示内容，详情见【STM32+HAL】七针OLED(SSD1306)配置(SPI版)

    二、所用工具

    1、芯片：STM32F407ZGT6

    2、CUBEMX配置软件

    3、KEIL5

    4、OPENMV

    三、实现功能

    二维云台追踪最大色块，并显示中心x,y坐标至OLED

    四、HAL配置步骤

    1、生成两路PWM波控制舵机

    周期为20ms

    2、中断配置

    五、KEIL填写代码

    1、ptz.c
    1. #include "ptz.h"
    2. #include "string.h"
    3. #include "stdio.h"
    4. #include "stdlib.h"
    5. #include "main.h"
    6. #include "tim.h"
    7. #include "usart.h"
    8.  
    9. #define RXBUFFERSIZE	256
    10. #define CCR_UD 			TIM2->CCR2   	//up and down....		RANGE:420-2000		
    11. #define CCR_LR 			TIM2->CCR3   	//Left and Right....	RANGE:420-2500  	
    12. #define Cen_x  			160		//x轴中心坐标值
    13. #define Cen_y  			120		//y轴中心坐标值
    14.  
    15. #define sp1				7       //x轴速度
    16. #define sp2				6       //y轴速度
    17. #define range			40      //识别范围
    18.  
    19.  
    20.  
    21. char RxBuffer[RXBUFFERSIZE],rx_buf[RXBUFFERSIZE];
    22. uint8_t aRxBuffer;
    23. uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;
    24.  
    25. int cnt_rx=0,cnt_dt=0;
    26. int cx=0,cy=0;
    27.  
    28.  
    29.  
    30.  
    31. void Tilt(void)
    32. {
    33. 	if(cx < (Cen_x-range)) CCR_LR = (CCR_LR>2450)?2450:CCR_LR+sp1;
    34. 	else if (cx > (Cen_x+range))	CCR_LR = (CCR_LR<450)?450:CCR_LR -sp1;
    35. 	else CCR_LR= CCR_LR;
    36.  
    37. 	if(cy < (Cen_y-range)) CCR_UD = (CCR_UD<420)?420:CCR_UD -sp2;
    38. 	else if (cy > (Cen_y+range))	CCR_UD = (CCR_UD>1800)?1800:CCR_UD+sp2;
    39. 	else CCR_UD= CCR_UD;
    40. }
    41.  
    42.  
    43.  
    44.  
    45.  
    46. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    47. {
    48.     UNUSED(huart);
    49. 	if(huart==&huart2){
    50. 		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt] = aRxBuffer;
    51. 		Uart1_Rx_Cnt++;
    52. 		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0xb3)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0xb3)) cnt_rx=1;		//帧头判定
    53. 		else if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0d)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0a)) cnt_rx=2;	//帧尾判定
    54. 		else cnt_rx=0;
    55.  
    56. 		switch (cnt_rx)
    57.         {
    58.         	case 1:
    59. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
    60. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    61.         		break;
    62.         	case 2:
    63. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] = '\0';
    64. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] = '\0';
    65. 				strcpy(rx_buf,RxBuffer);
    66.  
    67. 				int st=0;						//有效数值开始位置
    68. 				cnt_dt=0;						//空格数
    69. 				for(int i=0;rx_buf[i];i++){
    70. 					if(cnt_dt==4) break;
    71. 					if(rx_buf[i]==' ') {
    72. 						cnt_dt++;
    73. 						int temp=0;
    74. 						for(int j=st;j
    75. 							temp=temp*10+(rx_buf[j]-'0');
    76. 						switch (cnt_dt){
    77.                         	case 1:cx=temp;break;
    78.                         	case 2:cy=temp;break;
    79.                         }
    80. 						st=i+1;
    81. 					}
    82. 				}
    83.  
    84. 				while(HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);
    85. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
    86. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    87.         		break;
    88. 			default:break;
    89.         }
    90. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
    91. 	}
    92. }

    2、main.c
    1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    2. 	OLED_Init();
    3.  
    4. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
    5.  
    6. 	TIM2->CCR2 = 420-1;
    7. 	TIM2->CCR3 = 1400-1;
    8. 	HAL_TIM_PWM_Start (&htim2, TIM_CHANNEL_2);
    9. 	HAL_TIM_PWM_Start (&htim2, TIM_CHANNEL_3);
    10.   /* USER CODE END 2 */
    11.  
    12.   /* Infinite loop */
    13.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    14.   while (1)
    15.   {
    16. 	  OLED_ShowNum(30,20,cx,3,16);
    17. 	  OLED_ShowNum(30,40,cy,3,16);
    18. 	  OLED_Refresh();
    19.     /* USER CODE END WHILE */
    20.  
    21.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    22. 	  if(flag) Tilt();
    23.   }
    24.   /* USER CODE END 3 */
    25. }

    3、按键控制暂停
    1. /* USER CODE BEGIN 4 */
    2.  
    3. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)  
    4. {
    5. 	if(GPIO_Pin == KEY0_Pin){
    6. 		HAL_Delay(20); //延时消抖
    7. 		if(GPIO_Pin == KEY0_Pin){
    8. 			flag=0;
    9. 		}
    10. 	}
    11. }
    12. /* USER CODE END 4 */

    六、巨人之肩

    【毕业设计】基于STM32及OpenMV的云台追踪装置

    电赛：二维云台控制

    【毕业设计】基于STM32F103C8T6最小系统板与OpenMV的二维云台PID控制追踪系统

    后续优化方案：PID调控

    位置式PID与增量式PID区别浅析

    七、源码提供

    【STM32+OPENMV】二维云台颜色识别及追踪【无PID版】

    八、成果展示

    PTZ

    九、优化方案：PID控制

    1. #include "ptz.h"
    2. #include "string.h"
    3. #include "stdio.h"
    4. #include "stdlib.h"
    5. #include "main.h"
    6. #include "tim.h"
    7. #include "usart.h"
    8.  
    9. #define RXBUFFERSIZE	256
    10. #define CCR_UD 			TIM1->CCR1   	//up and down....		RANGE:1250-7500
    11. #define CCR_LR 			TIM1->CCR2   	//Left and Right....	RANGE:1250-7500
    12. #define Cen_x  			160				//x轴中心坐标值
    13. #define Cen_y  			120				//y轴中心坐标值
    14.  
    15. #define KP1 				0.45
    16. #define KD1 				2
    17. #define KP2 				0.35
    18. #define KD2 				2
    19.  
    20. #define sp1				30
    21. #define sp2				23
    22. #define range			35
    23.  
    24.  
    25.  
    26. char RxBuffer[RXBUFFERSIZE],rx_buf[RXBUFFERSIZE];
    27. uint8_t aRxBuffer;
    28. uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;
    29.  
    30. int cnt_rx=0,cnt_dt=0;
    31. int cx=0,cy=0;
    32.  
    33.  
    34.  
    35.  
    36. void Tilt(void)
    37. {
    38. 	if(PID1(cx,Cen_x)+CCR_LR>7450) CCR_LR=7450;
    39. 	else if(CCR_LR<1250) CCR_LR=1250;
    40. 	else CCR_LR+=PID1(cx,Cen_x);
    41. 	
    42. 	if(CCR_UD>4000) CCR_UD=4000;
    43. 	else if(CCR_UD<1250) CCR_UD=1250;
    44. 	else CCR_UD-=PID2(cy,Cen_y);
    45. 	
    46. }
    47.  
    48.  
    49. int PID1(int current,int target)  //PID速度控制
    50. {
    51. 	static int LastError;					//Error[-1]
    52. 	int iError,Outpid;						//当前误差
    53.  
    54. 	iError=target-current;		 			//增量计算
    55. 	Outpid=(KP1 * iError)  					//E[k]项
    56. 			+(KD1 * (iError-LastError));		//E[k]-E[k-1]项
    57.  
    58. 	LastError=iError;						//存储误差，用于下次计算
    59. 	
    60. 	return Outpid;
    61. }
    62.  
    63. int PID2(int current,int target)  //PID速度控制
    64. {
    65. 	static int LastError;					//Error[-1]
    66. 	int iError,Outpid;						//当前误差
    67.  
    68. 	iError=target-current;		 			//增量计算
    69. 	Outpid=(KP2 * iError)  					//E[k]项
    70. 			+(KD2 * (iError-LastError));		//E[k]-E[k-1]项
    71.  
    72. 	LastError=iError;						//存储误差，用于下次计算
    73. 	
    74. 	return Outpid;
    75. }
    76.  
    77.  
    78.  
    79.  
    80.  
    81.  
    82.  
    83. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    84. {
    85.     UNUSED(huart);
    86. 	if(huart==&huart2){
    87. 		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt] = aRxBuffer;
    88. 		Uart1_Rx_Cnt++;
    89. 		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0xb3)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0xb3)) cnt_rx=1;		//帧头判定
    90. 		else if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0d)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0a)) cnt_rx=2;	//帧尾判定
    91. 		else cnt_rx=0;
    92.  
    93. 		switch (cnt_rx)
    94.         {
    95.         	case 1:
    96. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
    97. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    98.         		break;
    99.         	case 2:
    100. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] = '\0';
    101. 				RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] = '\0';
    102. 				strcpy(rx_buf,RxBuffer);
    103.  
    104. 				int st=0;						//有效数值开始位置
    105. 				cnt_dt=0;						//空格数
    106. 				for(int i=0;rx_buf[i];i++){
    107. 					if(cnt_dt==4) break;
    108. 					if(rx_buf[i]==' ') {
    109. 						cnt_dt++;
    110. 						int temp=0;
    111. 						for(int j=st;j
    112. 							temp=temp*10+(rx_buf[j]-'0');
    113. 						switch (cnt_dt){
    114.                         	case 1:cx=temp;break;
    115.                         	case 2:cy=temp;break;
    116.                         }
    117. 						st=i+1;
    118. 					}
    119. 				}
    120.  
    121. 				while(HAL_UART_GetState(&huart2) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);
    122. 				Uart1_Rx_Cnt = 0;
    123. 				memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
    124.         		break;
    125. 			default:break;
    126.         }
    127. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
    128. 	}
    129. }

    源码

    STM32+OPENMV二维云台颜色识别及追踪PID版

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_60372743/article/details/136491052