基于OpenCV的全向轮追踪机器人，arduino UNO

UNO · 发表于 2019-12-3 16:45:05

本帖最后由 UNO 于 2021-7-1 08:22 编辑

视频地址：https://v.youku.com/v_show/id_XNDQ1NjgxNDE5Mg==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

全向轮追踪机器人

OpenCV Bot实际上通过图像处理检测或跟踪任何实时对象。此应用程序可以使用其颜色检测任何对象，并在手机屏幕中创建X，Y位置和区域area，使用此应用程序，数据通过蓝牙发送到微控制器。它已经过蓝牙模块测试，适用于各种设备。我们通过手机下载此APP来实现颜色的追踪，通过蓝牙发送数据到Arduino UNO上进行数据分析后执行运动命令。

在手机上安装APP软件（见底部，软件已被下架）安装后图如下：

连接蓝牙（先在设置里匹配好，pin1234，再到APP里面选择连接）

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2019-12-2 16:54 上传

点击需要识别的物体（颜色不要与周围有冲突，影响识别效果）

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2019-12-3 14:29 上传

识别中我们可以看到在图像的上部显示出X,Y,Area值，X表示左右，Y表示上下，Area表示前后，通过得到的数值我们可以很轻松的判断球向哪里运动，通过蓝牙传输数据到Arduino UNO主板中，我们就可以控制机器人怎么运动。（由于抓捕物体的大小不同，参数值也会不同，所以需要根据实际使用的物体大小进行选取判断值）

底盘车架选用灵活的全向轮，行走灵活，无死角的旋转和行走，方便实行我们跟随目标；当然，Mecanum wheels也是不错的选择。我们安装好底盘，每个轮子使用单独的驱动（灵活运动的关键）,具体配件如下：

1：4WD全向轮底盘，3WD全向轮底盘，麦克纳姆轮底盘都可以；

2：安卓手机，支持安卓5以上；

3：Arduino UNO R3主板，兼容型号都可以，或者其余单片机等等；

4：2块PM-R3，叠加结构，引脚相同所以需要外部加工修改引脚的位置；

5：18650电池，3S；

6：固定手机的支架；

7：最好准备防滑毯，效果会很好；

如下是安装好的样子：

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2019-12-3 13:15 上传

示例代码如下，检测的X,Y,Area值在串口里面查看，代码驱动部分需要自行修改以适配不同的电机驱动

[C] 纯文本查看 复制代码

[b][size=3]#include <SoftwareSerial.h>
 
SoftwareSerial mySerial(2, 3); // RX, TX
 
//Initialize global variables
String bluetoothRead;
unsigned short x, y, area;
unsigned short strLength;
 
//Configure motor pin
int pwmMotorA = 11;
int pwmMotorB = 10;
int leftMotorA = 9;
int leftMotorB = 8;
int rightMotorA = 7;
int rightMotorB = 6;
 
//Set motor speed
int motorSpeed = 140;
 
void setup() {
 
  // Open serial communications and wait for port to open:
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("OpenCV Bot");
 
  // Set the baud rate of (HC-05) Bluetooth module
  mySerial.begin(38400);
 
  //Setup pins
  pinMode(pwmMotorA, OUTPUT);
  pinMode(pwmMotorB, OUTPUT);
 
  pinMode(leftMotorA, OUTPUT);
  pinMode(leftMotorB, OUTPUT);
 
  pinMode(rightMotorA, OUTPUT);
  pinMode(rightMotorB, OUTPUT);
 
  analogWrite(pwmMotorA, motorSpeed);
  analogWrite(pwmMotorB, motorSpeed);
}
 
void loop() {
  register byte ndx = 0;
  char commandbuffer[50];
 
  if (mySerial.available() > 0) {
    delay(10);
    while ( mySerial.available() && ndx < 50) {
      commandbuffer[ndx++] = mySerial.read();
    }
 
    commandbuffer[ndx] = '\0';
    bluetoothRead = (char*)commandbuffer;
    strLength = bluetoothRead.length();
    //Serial.println(bluetoothRead);
 
    if (bluetoothRead.substring(0, 1).equals("X")) {
      uint8_t pos, i = 1;
 
      while (bluetoothRead.substring(i, i + 1) != ("Y")) {
        i++;
      }
 
      x = bluetoothRead.substring(1, i).toInt();
      //Serial.print("X: ");
      //Serial.println(x);
 
      pos = i + 1;
      while (bluetoothRead.substring(i, i + 1) != ("A")) {
        i++;
      }
 
      y = bluetoothRead.substring(pos, i).toInt();
      //Serial.print("Y: ");
      //Serial.println(y);
 
      area = bluetoothRead.substring(i + 1, strLength).toInt();
      //Serial.print("Area: ");
      //Serial.println(area);
 
      if (x < 750) {
        Serial.println("Left");
        Left();
      }
      if (x > 1100) {
        Serial.println("Right");
        Right();
      }
      if (x >= 750 && x <= 1100) {
        if (area < 150) {
          Serial.println("Forward");
          Forward();
        }
        if (area >= 150 && area <= 250) {
          Serial.println("Stop");
          Stop();
        }
        if (area > 250) {
          Serial.println("Back");
          Back();
        }
      }
    }
  }
  // all data has been sent, and the buffer is empty.
  Serial.flush();
}
 
void Left() {
  digitalWrite(leftMotorA, LOW);
  digitalWrite(leftMotorB, HIGH);
 
  digitalWrite(rightMotorA, HIGH);
  digitalWrite(rightMotorB, LOW);
}
 
void Right() {
  digitalWrite(leftMotorA, HIGH);
  digitalWrite(leftMotorB, LOW);
 
  digitalWrite(rightMotorA, LOW);
  digitalWrite(rightMotorB, HIGH);
}
 
void Forward() {
  digitalWrite(leftMotorA, HIGH);
  digitalWrite(leftMotorB, LOW);
 
  digitalWrite(rightMotorA, HIGH);
  digitalWrite(rightMotorB, LOW);
}
 
void Back() {
  digitalWrite(leftMotorA, LOW);
  digitalWrite(leftMotorB, HIGH);
 
  digitalWrite(rightMotorA, LOW);
  digitalWrite(rightMotorB, HIGH);
}
 
void Stop() {
  digitalWrite(leftMotorA, LOW);
  digitalWrite(leftMotorB, LOW);
 
  digitalWrite(rightMotorA, LOW);
  digitalWrite(rightMotorB, LOW);
}[b][size=3]

串口打印值如下：