black_grayscale_line_following.py

# Эта работа лицензирована по лицензии MIT.
# Copyright (c) 2013-2023 OpenMV LLC. All rights reserved.
# https://github.com/openmv/openmv/blob/master/LICENSE
#
# Пример следования по чёрной линии в оттенках серого
#
# Создание робота, следующего по линии, требует немало усилий. Этот пример скрипта
# показывает, как реализовать часть машинного зрения для робота, следующего по линии. Вы
# можете использовать выходные данные этого скрипта для управления роботом с дифференциальным приводом, чтобы он
# следовал по линии. Этот скрипт просто генерирует одно значение поворота, которое сообщает
# вашему роботу, ехать влево или вправо.
#
# Чтобы этот скрипт работал правильно, направьте камеру на линию под углом
# примерно 45 градусов. Убедитесь, что в поле зрения камеры находится
# только линия.

import csi
import time
import math

# Отслеживает чёрную линию. Используйте [(128, 255)] для отслеживания белой линии.
GRAYSCALE_THRESHOLD = [(0, 64)]

# Каждый roi имеет вид (x, y, w, h). Алгоритм обнаружения линии будет пытаться найти
# центроид самого большого блоба в каждом roi. Положение x центроидов
# затем будет усреднено с разными весами, где наибольший вес присваивается
# roi ближе к низу изображения, а меньший - следующему roi и так далее.
ROIS = [  # [ROI, вес]
    (0, 100, 160, 20, 0.7),  # Вам нужно будет настроить веса для вашего приложения
    (0, 50, 160, 20, 0.3),  # в зависимости от того, как устроен ваш робот.
    (0, 0, 160, 20, 0.1),
]

# Вычислить делитель веса (мы вычисляем его, чтобы вам не пришлось делать сумму весов равной 1).
weight_sum = 0
for r in ROIS:
    weight_sum += r[4]  # r[4] - это вес roi.

# Настройка камеры...
csi0 = csi.CSI()
csi0.reset()  # Инициализация датчика камеры.
csi0.pixformat(csi.GRAYSCALE)  # использовать оттенки серого.
csi0.framesize(csi.QQVGA)  # использовать QQVGA для скорости.
csi0.snapshot(time=2000)  # Дайте новым настройкам вступить в силу.
csi0.auto_gain(False)  # должно быть отключено для отслеживания цвета
csi0.auto_whitebal(False)  # должно быть отключено для отслеживания цвета
clock = time.clock()  # Отслеживает FPS.

while True:
    clock.tick()  # Отслеживание количества миллисекунд, прошедших между snapshots().
    img = csi0.snapshot()  # Сделать снимок и вернуть изображение.

    centroid_sum = 0

    for r in ROIS:
        blobs = img.find_blobs(
            GRAYSCALE_THRESHOLD, roi=r[0:4], merge=True
        )  # r[0:4] - это кортеж roi.

        if blobs:
            # Найти блоб с наибольшим числом пикселей.
            largest_blob = max(blobs, key=lambda b: b.pixels)

            # Нарисовать прямоугольник вокруг блоба.
            img.draw_detection(largest_blob)

            centroid_sum += largest_blob.cx * r[4]  # r[4] - это вес roi.

    center_pos = centroid_sum / weight_sum  # Определить центр линии.

    # Преобразовать center_pos в угол отклонения. Мы используем нелинейную
    # операцию, чтобы отклик становился сильнее по мере того, как мы дальше от линии,
    # к которой стремимся. Нелинейные операции хорошо использовать на выходе таких алгоритмов,
    # чтобы вызвать эффект "триггера" отклика.
    deflection_angle = 0

    # 80 - это половина X-разрешения, 60 - половина Y-разрешения. Уравнение
    # ниже просто вычисляет угол треугольника, где
    # противоположная сторона треугольника - это отклонение положения центра
    # от центра, а прилежащая сторона - половина Y-разрешения. Это ограничивает
    # выходной угол диапазоном примерно от -45 до 45. (Не совсем -45 и 45).
    deflection_angle = -math.atan((center_pos - 80) / 60)

    # Преобразовать угол из радиан в градусы.
    deflection_angle = math.degrees(deflection_angle)

    # Теперь у вас есть угол, показывающий, насколько нужно повернуть робота, который
    # учитывает часть линии, ближайшую к роботу, и части
    # линии, находящиеся дальше от робота, для более точного прогноза.
    print("Turn Angle: %f" % deflection_angle)

    print(clock.fps())  # Примечание: ваша камера OpenMV Cam работает примерно вдвое медленнее, пока
    # подключена к компьютеру. После отключения частота кадров должна увеличиться.