【源码】基于OpenCV和Raspberry Pi的颜色物体追踪系统

项目简介

本项目名为OCTO - pi，结合了Raspberry Pi和OpenCV库，利用摄像头视频流与OpenCV图像处理技术，实现对特定颜色物体的自动追踪。支持颜色识别训练和PID控制器动态参数调整，可用于四轴飞行器等的方向控制。

项目的主要特性和功能

1. 颜色识别：借助HSV颜色空间精准识别物体，用户能通过界面设定颜色阈值。
2. 物体追踪：识别物体后，利用PID控制器调整输出，使摄像头持续对准物体。
3. PID参数调整：运行过程中可动态调整PID控制器参数，以达最佳控制效果。
4. 友好操作：提供图形界面和按键控制，便于用户操作和调整参数。

安装使用步骤

编译项目

下载项目源码文件后，在项目目录下使用以下命令编译： sh g++ OCTO-pi.cpp -o OCTO-pi -I/usr/local/include/ -lraspicam -lraspicam_cv -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_features2d -lopencv_imgproc -lpigpio -lpthread -lrt -std=c++11

硬件连接

1. 将Raspberry Pi Camera连接到Pi的CSI端口。
2. 若使用PiTFT则插入，若不使用则将三个按钮连接到GPIO #6、#12和#13的GND（BCM编号）。
3. 将飞行控制器的偏航信号输入（白色）连接到GPIO #17。
4. 将飞行控制器的偏航接地（黑色）连接到Pi的GPIO GND。
5. 通过microUSB电源端口为Pi供电。

运行程序

1. 在Raspberry Pi上运行OCTO - pi： sh sudo./OCTO-pi 注意：需要超级用户权限进行GPIO控制。
2. 当Pi开始输出中性PWM（显示Initialising PIGPIO and neutral throttle... Done）时，将飞行控制器的偏航电源输出（红色）连接到Pi的5V引脚，并移除microUSB电源。

自动化启动（可选）

若要在开机时自动启动，可在/etc/rc.local文件中添加： sh sudo startx /path/to/OCTO-pi

使用操作

设置阶段

运行OCTO - pi后，出现窗口并显示Taking preliminary image for colour recognition...，程序会从摄像头捕获一帧并显示。使用滑块设置HSV值，直到小预览中绿色圆圈圈住物体。按引脚12上的按钮（#12）可重新拍照。完成后，通过按（#6）启动四轴飞行器，按（#13）继续，再次按（#6）可解除启动。

运行阶段

OCTO - pi会通过PWM控制四轴飞行器偏航，使其指向有色物体。按（#6）启动四轴飞行器，再次按（#6）解除启动；按（#13）退出程序；按（#12）返回颜色训练。

PID调整

运行过程中支持PID参数调整（需连接键盘）： - 增大P增益：（p） 减小P增益：（o） - 增大I增益：（i） 减小I增益：（u） - 增大D增益：（y） 减小D增益：（t）

运行程序前，请确保所有硬件设备正确连接且功能正常。为获最佳效果，建议使用前校准摄像头。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】