《2021 电赛 F 题视觉教程+代码免费开源》 本文主要针对2021年电子竞赛(F题)中的视觉技术进行详细讲解，并提供了相关的代码资源。该教程聚焦于K210芯片和OpenMV的数字识别与红线循迹功能，旨在帮助参赛者理解和应用这些技术。 1. K210 数字识别、滤噪、判断 在K210芯片上实现数字识别是一个关键环节。为了克服数字不能完全进入视野、帧误识等问题，需要进行滤噪处理。这通常涉及到对识别结果的算法优化，例如使用YOLOV5神经网络模型进行训练。YOLOV5是一种实时目标检测系统，能高效地处理图像中的目标。训练集由3403张赛道数字照片组成，利用labelimg工具进行标注，生成的数据集用于训练得到.pt模型。之后，需要将.pt模型转换为K210板支持的.kmodel模型。 K210的操作步骤包括： 1. 下载Maixpy IDE (https://www.sipeed.com/index.html) 2. 更新固件库，参照官方教程(https://wiki.sipeed.com/soft/maixpy/zh/get_started/upgrade_maixpy_firmware.html) 3. 把文件拷贝至TF卡，格式化为FAT32 4. 在IDE中查看效果 5. 使用串口调试助手（波特率115200）测试指令通信 1. OPENMV 红线循迹 OpenMV用于实现小车的红线循迹功能。在处理过程中，要考虑到小车行驶中可能出现的各种场景，如数字识别、滤波处理等。上位机负责识别和滤波，然后将指令发送给下位机执行。例如，识别到数字12后，后续不再发送指令；识别到34，则在路口发送“l”或“r”；而5678号病房则需在两个路口分别发送转向指令。 代码部分提供了详细注释，帮助理解每一步操作。在Maixpy IDE中，由于Python的numpy和pandas库无法直接调用，需要找到替代方法或者对现有代码进行调整。 通过本教程，参赛者不仅能学习到K210和OpenMV在数字识别和红线循迹中的应用，还能掌握神经网络模型训练、数据集制作、模型转换以及嵌入式系统的调试技巧，为电子竞赛做好充分准备。这个免费开源的资源为参赛团队提供了宝贵的实践经验和参考代码，有助于提升项目的完成度和竞争力。

经典计算机视觉入门教材，绝对经典，马颂德，张正友编著，1998.

《计算机视觉中的数学方法》由射影几何、矩阵与张量、模型估计3篇组成，它们是三维计算机视觉所涉及的基本数学理论与方法。射影几何学是三维计算机视觉的数学基础，《计算机视觉中的数学方法》着重介绍射影几何学及其在视觉中的应用，主要内容包括：平面与空间射影几何，摄像机几何，两视点几何，自标定技术和三维重构理论。矩阵与张量是描述和解决三维计算机视觉问题的必要数学工具，《计算机视觉中的数学方法》着重介绍与视觉有关的矩阵和张量理论及其应用，主要内容包括：矩阵分解，矩阵分析，张量代数，运动与结构，多视点张量。模型估计是三维计算机视觉的基本问题，通常涉及变换或某种数学量的估计，《计算机视觉中的数学方法》着重介绍与视觉估计有关的数学理论与方法，主要内容包括：迭代优化理论，参数估计理论，视觉估计的代数方法、几何方法、鲁棒方法和贝叶斯方法。

《Pattern Recognition Letters》（《模式识别信函》）是国际上极具影响力的学术期刊，主要聚焦于模式识别与机器学习领域的前沿研究。为了帮助作者高效地撰写符合该期刊排版要求的论文，专门设计了LaTeX模板。使用该模板前，需在Overleaf平台创建新项目。Overleaf是一款便捷的在线LaTeX编辑器，支持多人协作编写与文档管理。将模板文件上传至Overleaf后，即可开始论文撰写。 模板压缩包中的“prletter-28012014”文件是核心部分，通常包含以下内容：一是main.tex文件，这是主体LaTeX文件，涵盖文章标题、作者信息、摘要、章节结构及参考文献等；二是biblio.bib文件，作为外部参考文献数据库，用于存储文献引用信息，LaTeX会据此生成参考文献列表；三是sty或cls文件，这些是样式文件，用于定义文章格式，如页边距、字体、标题样式等，以确保符合《Pattern Recognition Letters》的格式要求；四是figure或img文件夹，用于存放论文中的图像或图表，LaTeX可引用这些文件将图像插入到文章中；五是其他辅助文件，如.aux、.log等，这些文件在LaTeX编译过程中生成，用于记录编译信息。 在LaTeX中撰写论文主要分为编译和预览两个步骤。在Overleaf上编译main.tex文件后，LaTeX会处理所有指令和引用，生成PDF预览。若需修改格式或内容，只需更新源文件并重新编译，预览即可自动更新。 使用该模板时需注意以下几点：一是根据期刊指南，确保摘要简洁明了，突出研究的主要发现；二是引用格式需严格遵循Elsevier的规定，通常采用作者-年份引用方式；三是图表和图形应清晰易读，每个图表都需配备标题和说明；四是遵循期刊对字数、引用数量和页数的限制；五是正确使用LaTeX命令设置章节标题、子标题、列表、数学

**长光辰芯高速CMOS图像传感器GSPRINT4502详解** 在现代电子技术领域，图像传感器是至关重要的组件，特别是在机器视觉、工业自动化、医疗成像以及科研应用中。本文将深入探讨“长光辰芯”这家国内知名半导体企业推出的高速CMOS图像传感器——GSPRINT4502，该产品以其卓越的性能和广泛的应用场景赢得了业界的关注。 GSPRINT4502是一款专为高分辨率、高速度应用设计的CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器。CMOS传感器以其低功耗、低成本和高性能的特点，近年来在图像传感器市场中占据了主导地位，与传统的CCD（电荷耦合器件）传感器相比，CMOS技术更便于集成到各种嵌入式系统中。 该传感器的特性主要包括以下几个方面： 1. **高分辨率**：GSPRINT4502提供了4502 x 4502像素的高分辨率，这使得它能够捕捉到极为细腻的图像细节，适合于需要高精度成像的场合，如生物医学研究和精密检测。 2. **高速度**：这款传感器的设计着重于高速成像，能够以较高的帧率捕捉动态画面，这在机器视觉应用中至关重要，例如在生产线上的缺陷检测或运动物体的追踪。 3. **低噪声**：CMOS图像传感器的一个关键指标是噪声水平，GSPRINT4502通过优化电路设计和信号处理技术，实现了低暗电流噪声和读出噪声，确保了图像的清晰度和质量。 4. **高动态范围**：GSPRINT4502具备宽动态范围，能够在强光和弱光环境下都能捕捉到丰富的明暗层次，这对于户外监控、自动驾驶等需要处理复杂光照条件的应用非常有利。 5. **灵活性与易用性**：作为一款面向嵌入式系统的传感器，GSPRINT4502提供了多种接口选项，便于用户进行系统集成，并且其小巧的封装尺寸也利于设备的紧凑设计。 6. **优化的电源管理**：考虑到实际应用中的功耗问题，GSPRINT4502设计有高效的电源管理系统，能够在保证性能的同时降低整体能耗。 7. **持续的技术支持**：“长光辰芯”作为国内领先的半导体企业，会为用户提供持续的技术支持和服务，包括最新的数据手册、驱动程序开发和应用案例参考。 在提供的"**GSPRINT4502_Preliminary_Datasheet V0.4 20221024.pdf**"文件中，读者可以找到更详细的技术参数、电气特性、引脚配置以及使用指导等内容。这份数据手册是理解和评估GSPRINT4502性能的基础，也是系统设计师和工程师进行产品选型和应用开发的重要参考资料。 长光辰芯的GSPRINT4502是一款集高分辨率、高速度和低噪声于一体的CMOS图像传感器，对于那些寻求在机器视觉、科研和工业应用中实现高性能成像解决方案的用户来说，无疑是一个理想的选择。通过充分利用这款传感器的各项优势，开发者可以构建出更智能、更高效、更精确的图像处理系统。

yolov8s-worldv2.pt 预训练权重

该部分主要要完成正方形区域的识别，并返回对应的坐标，但是由于距离1m，过远。因此需要引入图像增强，里面代码完成基本流程测试，仅供参考 该部分主要要完成正方形区域的识别，并返回对应的坐标，但是由于距离1m，过远。因此需要引入图像增强，里面代码完成基本流程测试，仅供参考 该部分主要要完成正方形区域的识别，并返回对应的坐标，但是由于距离1m，过远。因此需要引入图像增强，里面代码完成基本流程测试，仅供参考 ### 2023电赛E题视觉部分：正方形区域识别与坐标返回技术解析 #### 一、项目背景及目标概述 在2023年的电子设计竞赛（以下简称“电赛”）E题中，视觉部分的任务是识别并定位远处（约1米）的一个或多个正方形区域，并返回这些正方形的中心坐标。这项任务对于机器视觉系统来说是一项挑战，因为远距离会降低图像质量，使得形状检测变得更加困难。为此，项目中采用了图像增强技术来提高识别精度。 #### 二、关键技术解析 ##### 1. 图像增强技术 图像增强是在处理图像之前对图像进行预处理的一种方法，旨在改善图像质量，使其更适合后续的图像分析和处理。在这个项目中，为了应对1米远距离带来的图像质量下降问题，采取了以下步骤： - **初始化摄像头**：通过`sensor.reset()`和`sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)`等函数初始化摄像头参数。 - **设置阈值**：定义了一个阈值列表`thresholds=[(30,100,-64,-8,-32,32)]`，用于图像增强。这些阈值可以根据实际情况进行调整，以获得最佳效果。 - **二值化处理**：通过`img.binary([thresholds])`将图像转换为二值图像，突出正方形区域。 - **寻找轮廓**：利用`img.find_blobs([thresholds], pixels_threshold=200, area_threshold=200)`函数来检测图像中的轮廓。 ##### 2. 正方形检测与坐标计算 在图像增强之后，下一步是检测正方形并计算其坐标。主要步骤包括： - **轮廓检测**：通过`img.find_blobs`函数获取图像中的所有轮廓。 - **正方形检测**：遍历每个轮廓，使用`blob.is_square()`方法检查轮廓是否为正方形。 - **坐标计算**：对于每个检测到的正方形，使用`blob.cx()`和`blob.cy()`方法计算其中心坐标。 - **距离估算**：基于正方形的宽度估算距离，这里假设正方形的宽度为1米，通过公式`distance = 1 / blob.w()`来计算距离。 #### 三、代码实现详解 以下是项目中的关键代码片段，用于实现上述功能： ```python # 初始化摄像头 sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.skip_frames(time=2000) # 设置阈值，用于图像增强 thresholds = [(30, 100, -64, -8, -32, 32)] while True: img = sensor.snapshot() # 获取图像 # 图像增强 img.binary([thresholds]) # 寻找轮廓 blobs = img.find_blobs([thresholds], pixels_threshold=200, area_threshold=200) # 遍历找到的轮廓 for blob in blobs: # 判断是否为正方形 if blob.is_square(): # 计算正方形的中心坐标 x = blob.cx() y = blob.cy() # 计算距离 distance = 1 / blob.w() # 假设正方形的宽度为1米 # 在图像上绘制正方形和坐标 img.draw_rectangle(blob.rect()) img.draw_cross(x, y) # 打印坐标和距离 print("Square found at (x={}, y={}), distance={}m".format(x, y, distance)) # 显示图像 img.show() ``` #### 四、总结 本文详细介绍了2023年电赛E题视觉部分的实现原理和技术细节，重点在于如何通过图像增强技术和正方形检测算法，在远距离条件下准确地识别出正方形区域并计算其坐标。这一解决方案不仅适用于电赛项目，也为其他类似的机器视觉应用提供了有价值的参考。

标题“OPENMV舵机云台3D打印件”涉及到的技术领域是机器人技术与3D打印技术的结合。OpenMV是一种小型的开源机器视觉模块，它可以像Arduino或Raspberry Pi那样被编程，但它专为视觉和图像处理设计，特别适合于物体检测、人脸识别、光学字符识别和小型机器人控制等应用。舵机云台是一种常见的机器人硬件组件，主要用于控制相机或传感器的角度，以便进行精确的定位和跟踪。云台上的舵机是控制旋转运动的电机，而MG996R是一种常用的舵机型号，因其大扭矩和高精确度而广泛应用于各种机器人和模型制作中。 文件描述中的“舵机型号为MG996R”为我们提供了云台使用的具体部件信息。这款舵机采用金属齿轮，工作电压为4.8-7.2V，具有较大的扭矩，适合完成较重的负荷工作。它能在短时间内提供巨大的力量，且响应速度快，非常适合需要快速动作和精确定位的场合。 标签“舵机云台 机器视觉”则强调了此3D打印件的应用场景和目的。舵机云台在机器视觉系统中的作用主要是为了提高视觉系统的灵活性和适应性。通过控制舵机的转动，可以调整相机的拍摄角度，从而实现对物体不同角度的监测和分析。这一技术在自动化检测、监控、安全扫描、无人驾驶汽车的传感器定位等领域有着广泛的应用。 压缩包内文件名称列表列出了多个以“Assembly”开头的文件和“OPENMV外壳”以及“上盖”的3D打印模型文件。这些文件包含了不同部分的组件，每部分的名称表明了它们在整体结构中的位置和作用。“Assembly”意味着这些部分需要组合起来才能构成完整的云台结构。例如，“Assembly 1_2.stl”可能是组装过程中的第二部分，而“OPENMV外壳.STL”则是围绕OpenMV模块的外壳设计。文件列表中的这些具体组件设计，使得用户可以根据自己的需求进行打印，然后进行组装和调试，最终搭建出一个完整的舵机云台系统。 组装过程中可能需要使用到3D打印技术和螺丝、螺母等紧固件。3D打印技术允许用户根据需要调整云台的尺寸、形状和材料，以满足特定应用的要求。一旦组装完成，用户可以将OpenMV模块安装在云台的外壳内，并通过编程使其能够控制舵机的运动，最终实现机器视觉项目的需求。 通过这些信息，我们可以了解到OPENMV舵机云台3D打印件是一个针对机器视觉应用设计的硬件平台，它将机器视觉与3D打印技术相结合，为用户提供了更大的设计自由度和应用灵活性。通过精确控制MG996R舵机，它能够在机器视觉项目中实现高精度的动态物体监测和跟踪，适用于多种自动化和智能化的项目应用。

《OpenCV中的视频I/O模块与FFmpeg库详解》 在计算机视觉领域，OpenCV（开源计算机视觉库）是一个广泛使用的工具，它包含了丰富的函数和模块，用于图像处理、计算机视觉以及机器学习任务。其中，`opencv_videoio_ffmpeg.dll` 是OpenCV库中的一个重要组件，主要用于视频的输入和输出操作。FFmpeg则是一个强大的多媒体处理框架，OpenCV通过调用FFmpeg库来实现对视频流的高效处理。 FFmpeg是一个开源项目，它包含了多个组件，如libavcodec（编码/解码库）、libavformat（容器格式处理库）和libavutil（通用工具库）等，这些组件使得OpenCV能够支持多种视频格式和编码标准。`opencv_videoio_ffmpeg.dll` 这个动态链接库文件是OpenCV与FFmpeg库交互的桥梁，使得开发者在使用OpenCV时，可以方便地读取和写入视频文件。 OpenCV中的VideoIO模块是处理视频数据的核心部分，它提供了一系列的API接口，如`cv::VideoCapture` 和 `cv::VideoWriter`，方便用户进行视频捕获和视频录制。`cv::VideoCapture` 类用于打开并读取视频文件或摄像头输入，而`cv::VideoWriter` 类则用于创建一个新的视频文件并写入帧数据。这两个类都依赖于`opencv_videoio_ffmpeg.dll` 这样的底层库，通过FFmpeg来实现底层的编码和解码工作。 在实际应用中，`opencv_videoio_ffmpeg.dll` 的使用可以大大提高视频处理的效率和兼容性。例如，当开发者需要从网络流中实时获取视频数据或者处理各种不同编码格式的本地视频文件时，OpenCV结合FFmpeg的能力就能派上大用场。同时，FFmpeg库也支持硬件加速功能，这在处理高分辨率、高帧率的视频时，可以显著降低CPU的负载。 在安全性和稳定性方面，MD5值（eece4ec8304188117ffc7d5dfd0fc0ae）是对`opencv_videoio_ffmpeg.dll` 文件内容的一种校验，它可以确保文件在传输或存储过程中没有被篡改。通常，开发者在使用或更新库文件时，会对比MD5值以验证文件的完整性。 `opencv_videoio_ffmpeg.dll` 在OpenCV中的作用至关重要，它是连接OpenCV与FFmpeg的关键组件，为处理视频数据提供了强大的支持。通过深入理解和掌握这个模块，开发者可以更有效地利用OpenCV进行计算机视觉相关的开发，无论是基础的视频播放，还是复杂的视频分析和处理任务，都能得心应手。

在当今自动化工业和智能监控领域中，工业相机是不可或缺的重要组件。为了实现复杂的图像处理与识别任务，通常需要将工业相机与各类图像处理和计算机视觉库相结合。C#作为一种高级编程语言，在封装和调用海康工业相机SDK以及集成OpenCV、YOLO、VisionPro和Halcon等算法时具有独特优势。本文将详细介绍如何利用C#中的继承和多态特性来封装这些功能，提高代码的可维护性和扩展性。 了解C#中的继承和多态特性是基础。继承允许我们创建类的层次结构，通过基类的公共接口来访问子类的功能，而多态则让相同的方法名在不同的对象中有不同的实现，这为算法的更换与升级提供了便利。 海康工业相机SDK的调用通常包括初始化相机、配置参数、开始捕获图像、停止捕获图像以及释放资源等步骤。在C#中，我们可以创建一个基类，定义这些公共方法的框架，然后通过继承创建不同的子类，每个子类具体实现对应算法的调用。 例如，为了封装OpenCV算法，我们可以创建一个继承自基础相机操作类的OpenCV子类。在这个子类中，我们可以添加OpenCV特有的图像处理方法，如颜色空间转换、特征点检测、图像滤波等。当需要调用这些OpenCV功能时，只需实例化OpenCV子类，并通过基类定义的接口调用相应的方法。 对于YOLO这样的深度学习模型，我们同样可以创建一个子类。YOLO的封装需要处理模型加载、图片预处理、目标检测结果处理等环节。我们可以在子类中实现这些步骤，并提供一个统一的方法来获取检测结果。这样，通过不同的子类，用户可以灵活地选择使用不同算法，而主程序逻辑不需要做任何改动。 VisionPro和Halcon是另外两种常用的机器视觉工具，它们各有特点，封装的方法类似。在C#中，可以通过创建对应子类的方式来调用它们的API，实现图像采集、图像处理、缺陷检测、测量定位等功能。封装的目的是为了隐藏具体的算法细节，向外部提供简洁明了的接口。 封装过程中需要注意的一点是，相机SDK本身通常提供了一套丰富的API供开发者使用，因此在实现继承和多态时，应当充分利用这些API，避免重复造轮子。同时，考虑到工业相机在实际应用中可能遇到的多种复杂场景，封装的类应当具备良好的错误处理能力，以及高效的资源管理。 此外，良好的封装不仅仅是技术层面的实现，还包括文档的编写和代码的注释。为了方便其他开发者理解和使用封装好的SDK，应当提供详细的使用说明文档，并对关键代码段进行注释说明。这不仅有助于代码的维护，也有利于团队合作。 通过C#继承和多态的特性，我们可以有效地封装海康工业相机SDK，并集成OpenCV、YOLO、VisionPro和Halcon等算法。这样的封装不仅提高了代码的复用性和可维护性，还降低了算法切换和升级的难度，为机器视觉项目的开发和维护提供了极大的便利。