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华南理工大学***

电子技术项目工程实践

课程设计报告

题目：摄像头识别小车

专业： 电子信息工程

班级： 电子信息工程2班

姓名： 朱某某

序号： 32号

学号: ***5074

日期：2020 年 12月 20日

设计目的

该摄像头识别小车是基于树莓派的智能视觉小车，搭载 2 自由度云台和高清晰度摄像头，配 合 OpenCV 能实现颜色追踪、人脸追踪、手指识别等功能。设计的目的是为了掌握 摄像头识别小车的原理及设计方法，了解树莓派的功能，学习使用 python 编程软件，加强实践能力培养，提高实际动手能力，为今后从事技术工作打下必要的基础。

设计要求和设计指标：

1、可以通过wifi模块进行数据传输

2、可以通过摄像头显示画面

3、可以跟踪简易的物体

4、可以通过手机控制移动

设计方案

基本方案

摄像头识别小车主要由两个部分组成，分别是wifi数据收发端和摄像头识别端，这两个子系统通过wifi模块传输数据，通过树莓派4b系统进行具体的控制，系统整体原理图如下图所示。

硬件设计方案

摄像头识别小车采用的主控制器是树莓派4b，树莓派实质上是一台迷你的嵌入式计算机，就像其他任何一台台式机或者笔记本那样，利用树莓派可以做很多事情。当然，也会存在一些差别。普通的计算机主板都是依靠硬盘来存储数据，但是树莓派则使用TF卡作为“硬盘”。在无线连接方面，采用了wifi模块进行连接，wifi模块内置在树莓派4b里面，通过VNC连接树莓派远程系统，可以更改wifi的相关数据和连接方式。在摄像头上，我们采用了Opencv作为识别的摄像头，OpenCV (Open Computer Vision Library)即开源计算机视觉库，起源于Intel 研究中心，其目的是开发一个通用的计算机视觉库。OpenCV 的各个模块具有以下功能: (1) core:一个非常紧凑的核心模块，定义了基本的数据结构，包括多维数组Mat以及基本的常被其他模块使用的函数。(2) imgproc:一个图像处理模块包括线性和非线性的滤波器、图像几何转换、颜色空间转化、颜色直方图等等。(3) video:一个视频分析模块包括运动估计、背景剔除、目标跟踪算法等。(4) calib3d:包括基本的多视角几何算法、单目和立体标定算法、目标姿态估计算法、立体匹配算法和3D重建。(5) features2d:包 含强特征提取器、描述器、描述匹配器。(6) objdetect:包括预定义的用来描述检测对象( 如面孔、眼睛、人物、汽车等)的类。(7) highgui:- -一个易于使用的接口用于视频捕捉，图像和视频编码，以及简单的UI函数。(8) gpu:OpenCV各个模块的GPU加速算法。

在小车运动方面，采用了电机来带动小车行走，电机是一种简易的装置，通过给与不同的电压，他就可以正转或反转，带动小车的运动。摄像头转动方面，使用了舵机模块来驱动摄像头的转动。

3、软件设计方案

首先在连接树莓派系统上，使用的是VNC远程操作桌面来进行连接树莓派的系统，在树莓派系统内部，使用的是vi编辑器来进行代码的编写，在整个编程中，使用的是python来进行编写，python语言是一种解某某。面向对象的计算机程序设计语言，广泛用于计算机程序设计教学语言、系统管理变成语言、计算机科学等，特别适用于快速的应用程序开发。而且在树莓派系统内部，可以直接使用python解释器直 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 议

1、可以添加一个避障模块，避免小车在追踪过程中碰撞损坏。

2、可以加入人脸识别功能，增加小车的互动性。

3、可以加入手指识别功能，通过手指不同的动作来操控小车实现不同的功能。

总结（感想和心得等）

元器件清单

树莓派4b一个、舵机模块两个、电机两个、小车支架一组。

评 语

完

成

情

况



优秀

良好

中等

及格

不及格





出勤















方案设计















安装调试















答辩















报告













总

成

绩





指

导

教

师

评

语







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