巧用AI摄像头，实现物体跟踪

baiheren

看到群里有用AI摄像头传感器进行巡线的文章，也忍不住来抖抖，就说说用摄像头来进行物体跟踪的一种实现方法，这种方法可用在一些创意项目的搭建和物体识别的比赛中，比如今年的wro中的“机器人运动赛”。

在视觉AI中，物体跟踪是一个重要的功能。本文探讨一种EV3环境下，使用摄像头，运用PD方法进行物体跟踪的实现方法,，不同于以往“机器人先转弯调整好角度，再追踪物体”的方法。而是比较好的实现机器人“一边前进后退，一边转弯”的效果。

【实验环境】：

1、EV3小车，驱动轮胎为：49.6*28。从动轮为球轮。

2、AI智慧眼摄像头（该摄像头可以直接连接到EV3上使用，无需其它转接模块且该摄像头有自定义颜色学习功能，我们正是利用该功能进行“较单一颜色的物体跟踪”）。

先上视频看一下效果：

【实现思路】：

1、摄像头的屏幕座标如下：（黑框为准）

2、通过上图我们可以得出，屏幕的中心位置座标是（x，y=63,112），如果物体的中心座标与屏幕中心座标相吻合，就是物体的理想位置，或称为要达到的目标位置。物体跟踪的总体思路就是要合理控制机器人的动作，让物体能保持在屏幕的中心位置。具体如下：

如下图所示：

如果捕捉到的物体y座标大于中心点的y值，我们理解为物体在机器人的前面，这个时候，机器人要往前走；反之，机器人要后退。

同理，如果捕捉到的物体x座标大于中心点的x值，说明物体在机器人的右侧，机器人要朝右转，反之亦然。

3，程序具体实现：

在具体程序中，EV3先判断捕捉到的y值，如果在屏幕范围外，就停止运动，报警，表示物体跟丢了：

否则，判断y值是否大于屏幕中心点的y值，以此决定机器人是前进还是后退：

前进的功率用power做基础，用PD方法做修正。程序如下图：

这部分用到的kp_y、kd_y取值范围，决定了机器人前进后退的灵敏度，不同的车型和轮胎，所取值可以不同，要以实际测量为依据。

同时，这两个值还受摄像头的倾斜角度、物体的远近影响，在使用中，一般根据任务的需求，先调整好摄像头的角度，固定后，再进行P、D值的修正。

程序中的kp_x，kd_x值用来修正turn_power，作用是控制机器人左右转动，这部分程序要注意两个问题，一是因为摄像头的屏幕不大，x值的变化范围不大，导致物体在左右移动的速度过快时，容易丢失物体；二是注意边后退边转弯，要在程序部分把转向的系数乘以-1，如图：

完整程序截图如下：程序有两个分支，下面的分支就是考虑边后退，边转弯的情况。除了乘以-1，其它没变。有兴趣的朋友，可以做成自定义图标，方便调用。

摄像头跟随乒乓球移动小车程序.ev3 (21.44 KB, 下载次数: 10)

2022-3-8 14:16 上传

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baiheren

程序里的部分数值，做了微调，感兴趣的朋友可以实践一下。提出自己的修改意见。

大叔开好机

大佬，这个视觉设备哪里可以搞得到

baiheren

大叔开好机 发表于 2022-3-8 21:58
大佬，这个视觉设备哪里可以搞得到

请加我vx 19976938627

拥有者

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Ricky12ab

缺失自定义模块。。

baiheren

Ricky12ab 发表于 2022-4-6 15:36
缺失自定义模块。。

找我，上面有方式