#第十届立创电赛#电赛国一简易智能自行瞄准装置识别小车 - 立创电子设计大赛

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第十届立创电子设计开源大赛

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<div> <p style="line-height:1.8;">注：* 为必填项</p> <p style="line-height:1.8;"><strong><span style="color:#0093e6;">请在报名阶段填写 ↓</span></strong></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr> <p><strong><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">本自行瞄准装置为解决传统人工瞄准的痛点，充分利用现有优质硬件资源，开发一款能实现自动循迹、精准瞄准与激光发射的简易自行瞄准装置，满足基础运动目标追踪与自动打靶需求。核心功能包括自动循迹，目标识别与定位，精准瞄准与激光发射，以及复杂任务执行。本装置硬件性能适配，抗干扰能力强，选用五路数字灰度传感器，对环境光线要求低，在黑白界线反射强度差异小的场地仍能稳定工作，步进电机驱动的云台通过PID算法支持精确角度定位，并对K230进行灰度转换、二值化、透视变换等图像处理算法进行目标检测，激光瞄准误差可控制在较小范围，且响应迅速，装置综合稳定性佳。创新性地将MSPM03507与步进电机云台和K230视觉模块结合起来，采用两块MSPM03507作为主控，形成适配基础目标追踪场景的高效硬件结构。应用场景广泛，成本可控，选用的硬件模块均为常见且性价比高的元器件，无需高昂的专用设备，整体成本较低，适合批量制作或个人、学生团队使用。经过多维测试验证，装置在循迹时间，瞄准精度等关键指标上均能满足基础应用需求，性能达标且可靠。具体如下：</span></strong></p> <h3>一、基础核心功能</h3> <div>核心基础功能是装置实现 “自主循迹” 与 “精准瞄准” 的关键，也是完成打靶任务的核心保障，具体功能详情如下：</div> <h4>1. 自动循迹功能</h4> <ul> <li style="list-style-type:none;"> <ul> <li><strong>轨迹检测</strong>：通过五路数字灰度传感器采集路面黑线信息，将检测到数值信息经转换后传输至主控，实时判断装置与轨迹的偏移状态：</li> <li><strong>环境适应性</strong>：对环境光线要求低，即便在黑白界线反射强度差异小的场地，仍能稳定检测轨迹，避免光线干扰导致的循迹偏差；</li> <li><strong>方向调整</strong>：主控基于传感器反馈的偏移量，通过 PID 算法处理输出控制量，动态调整行驶方向，确保装置沿预设轨迹稳定行驶，支持多圈连续循迹；<br><br></li> </ul> </li> </ul> <h4>2.目标识别与定位</h4> <div>基于 K230 视觉模块，完成对目标靶的图像采集、处理与定位，为瞄准提供精准坐标信息：</div> <ul> <li><strong>图像采集</strong>：K230 摄像头实时采集目标靶图像，支持较高分辨率与帧率，确保图像信息清晰、实时；</li> <li><strong>图像处理</strong>：对采集的图像进行灰度转换、二值化、透视变换等算法处理，消除图像噪声，突出目标靶特征，提升目标识别准确性；</li> <li><strong>目标定位</strong>：通过图像处理算法识别目标靶矩形框，计算矩形框中心点当前位置，并通过串口将位置数据传输至 MSPM03507 主控，实现目标靶的精准定位；</li> </ul> <h4> </h4> <h4>3.精准瞄准与激光发射功能</h4> <div>由步进电机驱动的二维云台与激光模块配合，完成精准瞄准与打靶动作：</div> <ul> <li><strong>云台控制</strong>：主控接收 K230 传输的目标位置数据后，通过 PID 算法计算控制量，驱动双路驱动模块，进而控制步进电机带动云台转动，调整激光头位置，实现激光点与目标靶中心点的对齐，支持小角度精密调整；</li> <li><strong>激光发射</strong>：当激光头对准目标靶中心点后，激光模块发射蓝紫色激光，完成打靶动作，激光瞄准误差可控制在较小范围；</li> <li><strong>阈值实时调整</strong>：装置配备 2 个外接物理按钮（分别标注 “阈值 +”“阈值 -”），可实时调整阈值”，以此应对物理环境变化；</li> <li><strong>状态反馈</strong>：在瞄准过程中，云台实时向主控反馈当前位置信息，形成闭环位置控制，确保瞄准精度，同时支持对瞄准结果的实时判断，若不符合预期则重新调整；<br><br></li> </ul> <h4>4. 复杂任务执行功能</h4> <div>在基础功能之上，支持特定复杂任务，拓展装置应用场景：</div> <ul> <li><strong>动态打靶</strong>：装置在沿赛道行驶过程中，激光笔持续发光射向靶面，实现行驶状态下的动态瞄准与打靶，可完成1-2圈行驶过程中的稳定打靶；<br><br></li> </ul> <div> <div> <div> <div> <div> <div> <div> <div> <div> <div> <div> <h3>三、核心技术支撑（功能实现的底层逻辑）</h3> <div>装置所有功能的实现，依赖以下核心技术的协同配合，各技术模块相互支撑，确保系统稳定、高效运行：</div> <ul> <li><strong>双主控协同技术</strong>：采用两块 MSPM03507 分工协作，一块负责五路灰度传感器数据处理与循迹方向控制，另一块专注 K230 位置数据解析与云台驱动指令输出；实现多模块数据同步处理，保障循迹与瞄准的协同性；</li> <li><strong>K230 目标实时解析</strong>：基于 K230 模块实现 “图像采集 - 预处理 - 定位” 端侧实时处理；通过轻量化二值化算法消除环境光影干扰，结合矩形框中心点坐标换算逻辑，为瞄准提供精准位置数据；</li> <li><strong>运动控制</strong>：通过电机驱动、PID 控制算法，实现平稳移动和精准定位；<br><br></li> </ul> <h3>总结</h3> <div>简易自行瞄准装置本质是 “集成化的自动瞄准与执行系统”，围绕 “自主循迹、精准识别、稳定瞄准、高效执行” 核心目标展开。在应用中，可替代人工完成基础瞄准打靶任务，避免人工操作的误差与效率问题，同时适用于教学实验、学生竞赛、基础目标追踪等场景。装置硬件选用常见高性价比元器件，成本可控，且系统稳定性强、响应迅速，经过多维度测试验证，关键指标均满足基础应用需求，具备较高的实用价值与推广潜力。</div> </div> <div> </div> </div> </div> <div> <div> </div> </div> </div> </div> </div> </div> </div> </div> </div> </div> <div> <div> </div> </div> <h3 style="line-height:1.8;">*2、项目属性</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;">首次公开，原创作品，参加过2025年电赛，荣获全等一等奖作品</p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">注：请说明项目是否首次公开；项目是否为原创；项目是否曾经在其他比赛中获奖，若有获奖则叙述获奖详情；项目是否在学校参加过答辩。</span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">GPL3.0开源协议</span></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">GPL3.0开源协议</span></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">注：利他即利己，请认真阅读下述内容。</span></p> <ol style="line-height:1.8;"> <li style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</span></li> <li style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">2、若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能； </span></li> <li style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">项目应选择适合自己的<span style="text-decoration:underline;"><a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a></span>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</span></li> <li style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</span></li> </ol> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><strong><span style="color:#0093e6;">请在竞赛阶段填写 ↓</span></strong></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">GPL3.0开源协议</span></p> <h3 style="line-height:1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">请输入内容…</span></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/VMhFwzHRlW1B4FL0bFVbmeTxlIYNGv92iEDne7Gp.png" alt="VMhFwzHRlW1B4FL0bFVbmeTxlIYNGv92iEDne7Gp.png"></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/Bf7y6vc1ZTtecw3Ysm7zn2sZqG6dNpL1lteBFnPq.png" alt="" width="951" height="1161"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/4lUVCrQtO5nlRtAiob95puZUoFknFjYlwyijUMmz.png" width="952" height="911" alt="4lUVCrQtO5nlRtAiob95puZUoFknFjYlwyijUMmz.png"></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">注：请前往<span style="text-decoration:underline;"><a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> </span>生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 </span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*5、软件部分</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">请输入内容…</span></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">云台控制部分</span></p> <div> <div>#include "alldata.h"</div> <div>int main(void)</div> <div>{</div> <div> SYSCFG_DL_init();</div> <div> SysTick_Init();</div> <div> DL_TimerA_startCounter(PWM_ALL_INST); //启用PWM计数器</div> <div> DL_TimerG_startCounter(TIMER_0_INST); //启动定时器计数器</div> <div> NVIC_EnableIRQ(UART_0_INST_INT_IRQN); //启用串口0接收中断</div> <br> <div> DL_Timer_startCounter(PWM_0_INST); //步进电机1PWM</div> <div> DL_Timer_startCounter(PWM_1_INST); //步进电机2PWM</div> <div> NVIC_EnableIRQ(TIMER_0_INST_INT_IRQN); //启用定时器中断</div> <div> //外设初始化</div> <div> Pid_Init(0.084,0.00047,0);</div> <div> OLED_Init();</div> <div> //Pid_Init();</div> <div> BUZZER_OFF();</div> <div> LED1_OFF();</div> <div> LED2_OFF();</div> <div> while (1)</div> <div> { </div> <div> Timer_work();</div> <div> key_work();</div> <div> uart_work();</div> <div> oled_show(); </div> <div> Tick.mpu_flag=1;</div> <div> //LED2_ON();</div> <div> </div> <div> </div> <div> if(mode==1&&keycnt==4){</div> <br> <div> if(x_site>=-2&&x_site=30)</div> <div> // {</div> <div> // x_buchang=200;</div> <div> // }</div> <div> if(keycnt==4)</div> <div> {</div> <div> Motor.button=0;</div> <div> L_PWM=R_PWM=0;</div> <div> Set_PWM(L_PWM,R_PWM);</div> <div> LED2_OFF();</div> <br> <div> }</div> <div> }</div> <div> if(mode==5)</div> <div> {</div> <div> mode=0;</div> <div> keycnt=0;</div> <div> }</div> <div> </div> <div> </div> <div>}</div> <div>}</div> </div> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">请输入内容…</span></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/PpqaAVVnctXahyt1y4hwo2IBbnFt1uZHuv7NXU5t.png" alt="PpqaAVVnctXahyt1y4hwo2IBbnFt1uZHuv7NXU5t.png"></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">注：项目涉及的BOM清单。在<span style="text-decoration:underline;"><a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> </span>生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 </span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/ARkipsRjFJdCYJFIpSDXPRqFKyq92QaAA2SBHEYX.png" width="695" height="790" alt="ARkipsRjFJdCYJFIpSDXPRqFKyq92QaAA2SBHEYX.png"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/ExqFk4NqL7lyVFSMFtSKa8rlFWWZgxUZGSwhuO4K.png" width="699" height="524" alt="ExqFk4NqL7lyVFSMFtSKa8rlFWWZgxUZGSwhuO4K.png"></p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/68nPixKUcJ8soRsjF0PFiyVCdSrUimwsfGwgIWZK.jpeg" width="698" height="931" alt="68nPixKUcJ8soRsjF0PFiyVCdSrUimwsfGwgIWZK.jpeg"></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/Hzo0EYYkqKAlRhGhqNeqQrqs5d5QIvaq6ULpNHn0.png" width="699" height="728" alt="Hzo0EYYkqKAlRhGhqNeqQrqs5d5QIvaq6ULpNHn0.png"></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。</span></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">点击zip下载大赛logo标识！ <span style="text-decoration:underline;"><a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a></span></span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <h3 style="line-height:1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；</span></p> <p style="line-height:1.8;"><span style="color:#95a5a6;font-size:14px;">视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。</span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> <p style="line-height:1.8;"><span style="font-size:14px;"><a href="/posts/42551e8f2f2548cabc1c36626a42da94" target="_blank">前往查看更多详情＞</a></span></p> <p style="line-height:1.8;"> </p> </div>