2021年电赛F题智能送药小车——openmv端开源分享（巡线、数字识别一体化实现）

飞天扫帚

已于 2024-12-05 22:59:05 修改

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文章标签： python 人工智能单片机 stm32 opencv

于 2024-08-16 15:02:07 首次发布

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1.前言

智能送药小车是我在备战2023年电赛时做的训练题。通过研究，我发现网上大多数方案将巡线与数字识别分开实现。然而，我的想法是将这两者结合在一个OpenMV系统中，来模拟在比赛期间缺少了灰度传感器（因为巡线是循红线）的解决方案。（我是使用STC32作为小车的主控来控制其电机的运动，通信就是STC32和openmv的，实际上将串口接收和发送处理好所有单片机都可以使用这个方案）

（训练题目——比较简陋“擦汗emoji”）

2.题目任务

设计并制作一款智能送药小车，模拟完成在医院药房与病房间药品的送取作业。以下是院区结构的示意图（图1），走廊两侧的墙体用黑色实线表示，走廊地面上有一条居中的红色实线，并且放置了标识病房号的黑色数字纸张。药房和近端病房号（1、2号）位置固定不变，而中部病房和远端病房号（3-8号）在测试时会随机设定。

工作过程

初始状态：
- 参赛者将小车手动摆放在药房处，使车头的投影位于门口区域内，并使车头面向病房。
药品装载：
- 手持数字标号纸张，由小车识别病房号。小车识别后，将约200克药品一次性装载到送药小车上。
自动送药：
- 小车在检测到药品装载完成后，自动开始运送。
- 小车根据走廊上的标识信息自动识别病房号，并沿着标识路径寻径，将药品送到指定的病房（车头的投影位于门口区域内）。
卸药操作：
- 在病房处，点亮红色指示灯以指示药品送达。
- 病房人员人工卸载药品后，小车会自动熄灭红色指示灯，并开始返回药房。
返回药房：
- 小车在返回药房时，确保车头的投影位于门口区域内并面向药房。
- 返回到药房后，小车点亮绿色指示灯，表示药品送取任务完成

3.实现原理

手持数字标号纸张，由小车识别病房号。小车识别后，将约200克药品一次性装载到送药小车上。然后去找到这个指定的数字病房（就好像是一只小狗，我扔出去一个球，然后跑过去捡回来，哈哈哈！！！）。言归正传，我是通过根据不同的任务模式（Find_Task），执行相应的图像处理任务，例如目标模板的匹配、目标病房的寻找。

图像处理与目标检测：
- 通过摄像头获取图像。
- 识别和处理图像中的特定颜色块和模板。
- 根据识别的结果计算偏转角度，控制系统的运动方向。
- 检测十字路口并发送信号。
串口通信：
- 通过串口与其他设备进行数据传输，例如发送转向角度或其他控制指令。
任务模式处理：
- 根据不同的任务模式（Find_Task），执行相应的图像处理任务，例如目标模板的匹配。
巡线功能：
- 实现对图像中预定义路径的跟踪。

主要功能模块

UartReceiveDate() 函数：
- 处理串口数据接收。
- 解析串口接收到的数据，并根据数据执行不同的操作（如检测十字路口）。
FirstFindTemplate(template) 和 FindTemplate(template) 函数：
- 这些函数用于查找特定的模板图像并返回匹配结果。
- 模板匹配是图像识别中的一种常见技术，通过对比预定义的模板图像与当前图像中的区域来确定匹配程度。
xunji() 函数：
- 执行巡线功能，检测图像中的颜色块、计算偏转角度，并发送控制信号以调整方向。
- ROI（Region of Interest）区域的定义用于限制搜索范围，提升检测效率。
FirstFindedNum() 函数：
- 识别手持的数字标号纸张，上传病房号到小车主控。