基于STM32 非接触式物体形状和尺寸自动测量系统

邹礼斌 刘梓涵 杨兴聪

（1、重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆400074 2、重庆交通大学航运与船舶工程学院，重庆400074）

1 系统硬件功能概述

该系统由STM32 控制器、信息显示模块、云台（舵机）、OPENMV、激光测距仪以及电源模块构成，系统硬件结构图如图1 所示。

图1 系统硬件结构图

相对高电压电池组经过降压模块之后为整个系统供电，激光测距仪用于精准测量并反馈特定物体的相对距离，OPENMV用于识别并反馈特定物体的形状、颜色和尺寸，云台搭载OPENMV 以及激光测距仪后配合寻找特定物体位置，显示模块用于把STM32 得到并处理好的特定物体相关信息显示出来，整系统能精准识别物体。

2 系统主要模块

2.1 图像识别模块原理

2.1.1 霍夫圆变换原理及圆检测

在极坐标系中，可以用圆心坐标（a，b）以及半径r 来刻画一个圆。

图2 笛卡尔坐标系圆形图

则可以理解为：每一组（a，b，r）代表一个通过点（x0，y0）的圆。

如图3 的三维曲线，这是通过给定一点，在三维直角坐标系中，绘出所有通过该点的圆所表示的曲线。

图3 三维直角坐标曲线图

假设获取到了一图像，对图像中所有的点进行以上的操作后，如果两个不同点得到的曲线在三维直角坐标系a-b-r 中相交，即它们有一组公共的（a，b，r），也就是说它们都在同一圆上。两曲线交点越多，这个圆上的点越多，即这个交点表示的圆就越“清晰”。可以设置一个阈值，用以决定多少条曲线交于一点才可以认为检测到一个圆。简单概括霍夫圆变换检测原理：实时监测图像中每个点对应曲线之间的交点，并预先设定好阈值，当曲线交于这个点的数量超过了阈值，那么可以认为（a，b，r）点在图像中为一个圆。……