嵌入式视觉OpenOV研发（一） 初版PCB设计

[imuncle]

好几周没写文章了，主要是因为保研了嘛，又被学弟叫回战队去了，前段时间在忙着搞培训，制定规章制度之类的，当然最主要的还是因为我想搞一个大的。

今年的RoboMaster多了很多元素，据说今天出规则，不过现在我写文章的这个时刻还没出，估计再过几个小时就出了吧。今年主要多了导弹和雷达站元素，其中导弹需要嵌入式视觉的参与，于是我就参与了嵌入式视觉的研发。而我最熟悉的还是MCU的开发，所以希望能直接在MCU上运行视觉代码。

openmv

目前市面上最火爆的，运行在MCU上的视觉识别产品是openmv，它是完全开源的，github地址在这里，目前国内的官方代理商是星瞳科技。

星瞳科技做的比较好的一点是把官方的openmv英文文档翻译成了中文，不过有些地方翻译的还不是太好。英文文档点这里，翻译的中文文档点这里。

openmv内嵌了micropython，实现了在单片机上运行python，支持最新的python 3.X，还是非常不错的。回想起来前几年在MakerFair上看到的可以用python编程的单片机，估计就是内嵌了micropython，亏我当时还以为是那些公司自己写的中间层，没想到是直接用的开源的东西。

正是因为有了micropython，openmv留给用户的接口是python的接口，且基于Qt开发了一个挺舒服的IDE，用户直接在里面用python调用API就行了，上手非常快，效果看得见。目前主要是各种电子设计大赛中会见到它的身影。

那么既然已经有了openmv为什么还要自己另外做嵌入式视觉呢？原因主要有以下几点：

• openmv留出来的接口都是固定的，虽说已经很多了，但是可能在一些很特殊的环境下无法很好完成工作
• openmv内部是封装好的，优化是没法优化的
• 用户代码用python写，写好之后是以字符串的形式传给单片机的，单片机还得挨个解析，然后调用相应的函数，资源再怎么也耗费了一些，感觉不爽
• 要不是openmv用的 F7和H7系列，性能绝对不行
• 最重要的一点，直接用openmv多无趣啊，RM比赛本就是挑战自我的，正好趁这次机会学点新东西

综上，我选择了自己研发。

OpenOV

先给自己的东西取个名字。其他两搞视觉的一个是opencv，一个是openmv，而我的打算用OmniVision公司的OV系列摄像头（其实openmv用的也是这个），所以我的就叫做OpenOV吧。

先列一下我所计划有的资源：

• 摄像头×1
• LCD×1
• TF卡槽×1
• LED指示灯×2
• Jlink下载器集成
• USB口×2

预计将要实现以下功能：

• 图像采集和显示
• 基本的图像处理，包括图像二值化、各种滤波、快速傅里叶变换、直方图转换、霍夫变换提取特征、canny边缘识别等，要是还有精力可以考虑实现一下级联分类器实现人脸识别之类的
• TF卡读写，可存储图像或识别用的匹配模板等
• 读卡器功能，通过USB口模拟读卡器，快速方便操作SD内的文件

就先规划这么多吧。

PCB设计

首先进行PCB设计。我使用的是AD，原理图很简单：

开发板的尺寸也很迷你，大约是3cm×5cm。最后焊接组装后的成品如下：

单片机外设选型

目前只是方案探索阶段，所以没有直接上高性能的MCU，而是直接延用了机器人上的STM32F405RGT6，不得不说资源太少了，不仅没有摄像头专用的DCMI，连驱动LCD的FSMC也没有，真的太惨了。

鉴于以上几点，最后我选择了一款SPI通信的0.96寸的LCD，摄像头选择了正点原子的带有FIFO的OV7725，实际效果还行，但帧率肯定比不过用DCMI驱动的摄像头。

考虑到F4的性能问题，同时也是为了适应小LCD，我最后把图像的输出尺寸降到了160×60，真的是非常小的图片了，希望F4能胜任。

未完待续

这只是OpenOV的第一步，基本的电路板测试无误后，接下来就是写代码了。

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