全国大学生电子设计竞赛只剩下不到二十天了，为了适应电赛四天三夜紧张的环境和磨合磨合队员之间的默契度，和小组三人用三天时间完成了点光源系统的制作这次模拟竞赛。系统以STM32单片机为控制核心，先通过K60单片机和鹰眼摄像头采集点光源的位置信息，再由串口传输给STM32单片机，STM32单片机产生控制信号传递给舵机，舵机带动激光笔实现点光源的实时检测及精确追踪。

1.点光源的捕捉 系统的重点在于对于点光源信号的捕捉，考虑到光敏电阻传感器和摄像头视觉模块两种方案，光敏电阻传感器虽然可以对光源信号强弱实现模拟量输出，但对于这个系统可能会有较大的误差，导致输出模拟量难以处理，所以决定用摄像头模块直接捕获点光源的的位置。摄像头使用的是鹰眼OV7725,采集速度高达 150 帧每秒, 且采用硬件二值化。使用主频高达150M的山外K60核心板来驱动摄像头，我们使用60*80的分辨率，将捕获到的点光源坐标利用串口发送到我的32战舰板实现两块主控的通信。调整好摄像头的焦距与阈值，经过测试可以非常好的实现1W白光LED光源的捕获。

2.电机选择 由于要用激光笔指向点光源，激光笔要实现xy轴的二维运动，考虑到了使用步进电机与舵机，最后选择了两个舵机，主要原因还是舵机响应速度快，控制起来也很方便。舵机在转动过程中会产生较大的干扰，它可能通过电源或电源地来影响单片机的正常工作，加入光耦隔离后，信号可以传输，而干扰又不能通过（光隔是单向传输）。故能有效抑制系统噪声，消除接地回路的干扰。两路光耦隔离电路如图 所示。 3.算法设计 在本系统中，对于激光灯的运动过程有着严格的要求。所以在控制激光灯的时候就需要很精确的控制，在一系列的讨论之后，确定了选用最常用的PID控制算法。该调节器具有误差自动校正功能。其公式如下

我们将两个舵机固定好，可以实现在水平X与上下Y方向的运动，激光笔固定在y方向转动的舵机上，y方向转动的舵机固定在x方向转动的舵机上，第一次是将摄像头与x方向转动的舵机的角度中值处对齐固定死,结果发现没法形成闭环控制，因为由于我们的摄像头只能检测到led点光源，而无法捕获到激光笔的坐标，从而在控制过程中激光笔是否精确的指向了点光源是没有反馈的，也就是没法确定激光笔是否在控制后达到了我所期望的目标值。最后我们改变了摄像头的位置，将其与激光笔平行固定在一起，让摄像头随激光笔一起同步运动，这样激光笔就与摄像头是相对静止的。由于检测不到激光笔的红点我们先将白色点光源移动到激光笔位置，读取激光笔在摄摄象头视野（60*80）里的坐标，此值就是我们的期望值（我的x：42/y : 25）。如若点光源移动，其坐标变化，就会产生反馈输出控制舵机运动，这样闭环就形成了。

控制部分在定时器中断里面：

在这里插入图片描述

忘了拍视频，最后追踪效果还是非常不错的，误差极小，相应也十分的迅速。