一、项目背景

随着计算机视觉技术和嵌入式系统的发展，视觉识别系统在多个领域得到了广泛应用，如工业自动化、智能安防、机器人导航等。激光视觉识别系统结合了激光技术和视觉识别技术，能够实现高精度的目标识别和定位。本项目旨在开发一款基于嵌入式系统的激光视觉识别系统，用于激光打靶应用。该系统能够准确识别随机生成的目标，并通过激光进行精确打击。

二、项目目标

1. 硬件设计：开发一套基于STM32单片机和嵌入式视觉处理平台的激光视觉识别系统硬件。

2. 功能实现：

- 系统能够准确识别随机生成的目标，识别精度高于90%。

- 系统能够准确打击目标，打击次数不超过三次。

- 主系统能够处理多个子系统的通信数据。

3. 软件开发：编写适用于该硬件平台的控制软件，实现目标识别、激光打击和人机交互功能。

4. 测试验证：通过实验室测试和实际场景测试，验证系统的性能和可靠性。

三、项目意义

1. 教育意义：为高校和培训机构提供一个实践平台，帮助学生和爱好者学习嵌入式系统开发、计算机视觉技术和激光技术。

2. 技术探索：通过开发激光视觉识别系统，探索嵌入式系统、计算机视觉和激光技术的结合，为后续更复杂系统的开发积累经验。

3. 应用拓展：激光视觉识别系统具有广泛的应用前景，可应用于工业自动化、智能安防、机器人导航等领域。

四、项目功能

1. 目标识别：

- 使用嵌入式视觉处理平台（如maixpy）和YOLOv5s算法进行目标识别。

- 支持通过颜色和形状识别目标。

2. 激光打击：

- 使用STM32单片机控制舵机云台，实现激光的精确打击。

- 支持自动打击和手动打靶模式。

3. 人机交互：

- 通过TFT-LCD屏和按键实现人机交互，选择自动打击或手动打靶模式。

- 使用LED灯和蜂鸣器提供声光提示。

4. 通信功能：

- 使用Zigbee模块实现主系统与子系统之间的无线通信。

- 支持多个子系统与主系统的通信。

五、硬件设计

1. 主系统：

- 视觉处理平台：基于算能SG2002 SOC，运行Linux+RTOS系统，使用maixpy进行视觉处理。

- 运动控制：使用STM32F407VET6单片机控制舵机云台的运动。

- 传感器：使用GC465传感器采集数据。

- 通信模块：使用Zigbee模块实现无线通信。

- 人机交互：使用TFT-LCD屏和按键实现人机交互。

2. 随机目标生成云台：

- 控制芯片：使用STM32F103C8T6单片机控制舵机生成随机目标。

- 人机交互：使用OLED屏和按键实现人机交互。

- 通信模块：使用Zigbee模块实现无线通信。

3. 激光枪：

- 控制芯片：使用STM32F103C8T6单片机控制激光发射。

- 人机交互：使用OLED屏和按键实现人机交互。

- 通信模块：使用Zigbee模块实现无线通信。

六、软件设计

1. 视觉处理：

- 使用maixpy和YOLOv5s算法进行目标识别。

- 支持通过颜色和形状识别目标。

2. 运动控制：

- 使用PID算法控制舵机云台的运动，实现激光的精确打击。

3. 通信协议：

- 开发适用于Zigbee模块的通信协议，实现主系统与子系统之间的通信。

4. 人机交互：

- 编写TFT-LCD屏和按键的驱动程序，实现人机交互功能。

- 使用LED灯和蜂鸣器提供声光提示。