手機(jī)目標(biāo)跟蹤尋跡小車(chē)+藍(lán)牙SPP通信，附APP和Arduino源碼

如何通過(guò)目標(biāo)追蹤功能制作一個(gè)手機(jī)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤小車(chē)，該設(shè)計(jì)運(yùn)用OpenCV的圖像處理APP，手機(jī)APP通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)定的顏色目標(biāo)，并且通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙將目標(biāo)坐標(biāo)位置和大小等信息輸出，配合藍(lán)牙串口模塊和我寫(xiě)的配套Arduino數(shù)據(jù)接收庫(kù)，就可以做成一個(gè)簡(jiǎn)單的手機(jī)跟蹤尋跡小車(chē)。

手機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤尋跡小車(chē)視頻演示：

手機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤尋跡小車(chē)手機(jī)APP截圖：

安裝方法：
1.直接安裝Trace.apk，Android5.0以上系統(tǒng)需要到設(shè)置里賦予應(yīng)用相機(jī)和藍(lán)牙權(quán)限
2.在豌豆莢搜索“跡”安裝，同上

使用方法：
1.進(jìn)軟件之后可以點(diǎn)擊連接藍(lán)牙，選擇你的藍(lán)牙模塊（模塊需要事先在手機(jī)系統(tǒng)藍(lán)牙設(shè)置里面配對(duì)好），連接上之后如果有目標(biāo)信息就會(huì)通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送到模塊上，Arduino進(jìn)行讀取就可以了。
2.點(diǎn)擊左上角的按鈕進(jìn)入預(yù)覽畫(huà)面，此時(shí)在預(yù)覽窗口中點(diǎn)擊任何一個(gè)你想追蹤的物體，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行處理輸出數(shù)據(jù)了，頂欄會(huì)顯示你選中的顏色。
3.這里說(shuō)明一下，跟蹤原理是以顏色為特征的，所以應(yīng)該盡量避免視野中出現(xiàn)顏色相同的物體，同時(shí)如果發(fā)現(xiàn)跟蹤物體的周?chē)霈F(xiàn)大量小塊的目標(biāo)塊，可以適當(dāng)調(diào)大屏幕下方的進(jìn)度條，直到雜塊消失只剩一個(gè)目標(biāo)。

說(shuō)明一下屏幕下方各個(gè)控件的含義：
1.左邊的按鈕是切換手機(jī)前后鏡頭的（現(xiàn)在應(yīng)該沒(méi)有不帶前置鏡頭的手機(jī)了吧…）
2.進(jìn)度條用于調(diào)節(jié)圖像處理閾值，這個(gè)值用于色塊過(guò)濾，可以理解為，用于設(shè)置最小的目標(biāo)塊的限制，也就是當(dāng)目標(biāo)小于一定程度就過(guò)濾掉。
3.T、X、Y三個(gè)參數(shù)是目標(biāo)的信息，XY是坐標(biāo)大家都知道（坐標(biāo)的最大值跟手機(jī)鏡頭分辨率有關(guān)）；T是目標(biāo)的大小信息，如果檢測(cè)到多個(gè)目標(biāo)或者沒(méi)有檢測(cè)到任何目標(biāo)這里會(huì)顯示E（error）。T可以用于粗略得判斷物體的遠(yuǎn)近（近大遠(yuǎn)?。?，不過(guò)更推薦的方式是用Y軸判斷遠(yuǎn)近（見(jiàn)后文的小車(chē)）。

手機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤尋跡小車(chē)設(shè)計(jì)總結(jié)：

這個(gè)小車(chē)大家可以隨意搭建，只要能把你的手機(jī)放上去就行。Tmp上我用了兩個(gè)舵機(jī)改造成輪子，把180度的舵機(jī)改成可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的360舵機(jī)，這樣就省下了電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及麻煩的減速箱，而且只用一根信號(hào)線(xiàn)就可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度，這部分要是大家感興趣可以上網(wǎng)搜搜相關(guān)改造教程。
然后我們需要把小車(chē)和手機(jī)聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)藍(lán)牙模塊：

需要使用從機(jī)模塊，最好把波特率設(shè)置為115200，連線(xiàn)如下：
藍(lán)牙模塊 Arduino
Tx -> Rx
Vcc -> 5V
Gnd -> Gnd
1.注意藍(lán)牙的Rx是不接Arduino的，因?yàn)锳rduino只需要接收APP的數(shù)據(jù)而不需要發(fā)送，這樣的話(huà)留出的Tx就可以通過(guò)Serial.Print()打印到電腦端的串口助手。
2.當(dāng)然，考慮到一般Arduino都只有一個(gè)硬件串口，這樣串口被藍(lán)牙模塊占用了之后每次下載都需要拔下藍(lán)牙以避免數(shù)據(jù)串?dāng)_，解決辦法是換用軟串口或者換用Mega等不止一個(gè)串口的板子。
3.軟件部分，提供已經(jīng)封裝好的Arduino庫(kù)，放到library文件夾后打開(kāi)示例就會(huì)用了

需要自己完成的部分就是，把獲取到的x，y坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為小車(chē)電機(jī)的速度，思路是這樣的：
1.假設(shè)我們希望目標(biāo)始終在屏幕中間，那么當(dāng)y坐標(biāo)大于屏幕y最大值的一半時(shí)讓車(chē)有一個(gè)往前的基礎(chǔ)速度V，反 之則是向后的基礎(chǔ)速度-V；
2.如果x坐標(biāo)大于屏幕x最大值的一半，那么讓車(chē)子有一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度Vt，反之有個(gè)旋轉(zhuǎn)速度-Vt；
最后賦值給小車(chē)的速度是：左輪 = V+Vt,右輪 = V-Vt，也就是所謂的差速驅(qū)動(dòng)了。

最后給出APP和Arduino庫(kù)，見(jiàn)“相關(guān)文件”下載。