#第十届立创电赛#智能目标随动系统 - 立创电子设计大赛

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赛事

版本协议

GPL 3.0

描述

<div class="document"> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> 项目名称：基于STM32F407VET6的智能目标随动系统 项目背景：在安防监控、智能玩具、自动跟踪拍摄等领域，需要系统能够自动识别并跟踪移动目标。本项目设计一个低成本、高精度的目标随动系统，通过摄像头捕捉目标，控制云台实时跟踪目标移动。 解决问题：传统手动跟踪耗时费力，且容易丢失目标。本系统通过图像识别算法自动识别目标，并通过双轴云台实现实时跟踪，解决人工跟踪的痛点。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <ul> <li> 首次公开：是 </li> <li> 原创性：是（结合了开源技术但整体架构为原创设计） </li> <li> 获奖历史：无 </li> <li> 答辩经历：无 </li> </ul> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <div> GPL-3.0 的核心在于开源，而非限制商业用途。用户可以自由地将软件用于商业目的，但必须遵守以下规则： </div> <div> <ol class="b_dList"> <li> 源码开放：分发时必须提供源代码，确保接收者能够自由修改和使用。 </li> <li> 许可证传递性：任何基于 GPL 软件的修改版本也必须遵守 GPL 协议，确保自由的延续。 </li> <li> 专利保护：贡献者自动授予专利许可，防止专利诉讼破坏开源生态。 </li> <li> 破解允许：用户可以自由破解软件的技术限制 </li> </ol> </div> 请在竞赛阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> graph TD A[图像采集] --> B[目标检测] B --> C[位置计算] C --> D[PID控制] D --> E[串口通信] E --> F[电机驱动] F --> G[云台运动] H[用户界面] --> A H --> G <ol> <li> OpenCV处理模块（Python） <ul> <li> 图像采集与预处理 </li> <li> 目标检测算法（人脸识别+颜色识别） </li> <li> 目标位置计算 </li> </ul> </li> <li> 通信模块（Python+C） <ul> <li> 自定义串口协议设计 </li> <li> 数据打包/解包 </li> </ul> </li> <li> 电机控制模块（C） <ul> <li> 步进电机驱动 </li> <li> PID位置控制 </li> <li> 运动轨迹规划 </li> </ul> </li> <li> 用户界面模块（Python） <ul> <li> 实时视频显示 </li> <li> 目标跟踪状态 </li> <li> 系统控制面板 </li> </ul> </li> <li> </li> </ol> def detect_target(frame): # 人脸检测 gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 1.3, 5) if len(faces) > 0: # 返回最大的人脸 (x, y, w, h) = max(faces, key=lambda f: f[2]*f[3]) return (x + w//2, y + h//2), 'face' # 颜色检测（绿色物体） hsv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV) mask = cv2.inRange(hsv, lower_green, upper_green) contours, _ = cv2.findContours(mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) if contours: c = max(contours, key=cv2.contourArea) ((x, y), radius) = cv2.minEnclosingCircle(c) if radius > 10: return (int(x), int(y)), 'color' return None, None <h4>PID控制算法（STM32端）</h4> typedef struct { float Kp, Ki, Kd; float integral; float prev_error; } PIDController; float pid_update(PIDController* pid, float setpoint, float measurement) { float error = setpoint - measurement; // 比例项 float P = pid->Kp * error; // 积分项（带抗饱和） pid->integral += error; if (pid->integral > INTEGRAL_LIMIT) pid->integral = INTEGRAL_LIMIT; else if (pid->integral integral = -INTEGRAL_LIMIT; float I = pid->Ki * pid->integral; // 微分项 float D = pid->Kd * (error - pid->prev_error); pid->prev_error = error; return P + I + D; } 源码结构 Smart-Tracking-System/ ├── opencv_processing/ # OpenCV处理程序 │ ├── main.py # 主程序 │ ├── target_detection.py # 目标检测算法 │ ├── serial_comm.py # 串口通信模块 │ └── ui.py # 用户界面 │ ├── stm32_firmware/ # STM32固件 │ ├── Core/ # 核心文件 │ ├── Drivers/ # HAL驱动 │ ├── Stepper/ # 步进电机驱动 │ │ ├── stepper.c │ │ └── stepper.h │ ├── PID/ # PID算法 │ │ ├── pid.c │ │ └── pid.h │ └── main.c # 主程序 │ └── 3d_models/ # 云台3D模型 ├── base.stl ├── x_axis.stl └── y_axis.stl <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 注：项目涉及的BOM清单。在<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 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。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 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。 点击zip下载大赛logo标识！ <a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 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； 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。 <a href="/posts/42551e8f2f2548cabc1c36626a42da94" target="_blank">前往查看更多详情＞</a> </div>