电子设计大赛-板球系统

这是我参加电赛的作品，与李庆生、陈勃翰组队，他们俩负责材料采购、机械设计、平台搭建等，我负责代码部分的编写，最终获得北京市二等奖。

题目是板球系统设计，板球系统即为：在一个正方形板上放置一个小球，控制板的倾斜来使小球在不落下的前提下做规定动作。

要想控制小球，首先要获取小球的实时位置，这里最简单的方法就是DCMI摄像头。但是我们电赛前并没有准备摄像头。。。看着其他组直接拿出早已买好的鹰眼摄像头我们有点慌了，但是比赛只有3天，不能拖了。最后我当机立断，放弃直接用STM32+DCMI摄像头的方式，改为用树莓派+USB摄像头，于是乎把我在宿舍墙上挂了半年的树莓派卸了下来。。。再去超市买了个USB摄像头。这时又出现一个问题，既然都用树莓派了，那还要不要STM32？从功能上讲，树莓派足以胜任一切，时间和技术上也没问题，但是从比赛规则和传统来说，电赛这种比赛好像一般都是用51、AVR、STM32这种单片机的吧，这时候你突然用一个装着LINUX操作系统的东西，就感觉有点犯规。。。所以为了求稳不被判犯规，我们保留了STM32作为主控制器，树莓派就只作为图像处理部分，树莓派和STM32之间用串口通讯。

于是我们的最终方案设计为树莓派+STM32：

• 板子选择较轻的纸板，涂上白色颜料，小球涂上黑色颜料，对比强烈一些好让程序分辨。
• 树莓派中，使用OPENCV将USB摄像头获取的图像转化为灰度图，并经由高斯滤波、霍夫圆等处理获取图像中出现的圆形，再根据位置和大小的限定条件进行筛选，确定小球的位置，通过串口发送至STM32。
• 用STM32完成整个系统的控制，采用双环PID算法，内环为角度环，控制板子的倾斜角，外环为位置环，控制小球在纸板上的位置。
• 机械结构采用分别在X、Y轴的两个直流电机，加上橡皮绳（陈勃翰同学搞到的，我也不知道该叫什么）制作的，由陈勃翰设计。
• 采用12864屏幕显示一些系统信息，比如第几动作、小球坐标等。

github:https://github.com/plutojia/Ball-Plate-System

因为当时走的比较着急，都没来得及拍视频和照片。。到了把系统拆了一半的时候才想起来拍几张照片留个纪念。以下是一些遗迹照片：