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如何自制OpenMV图像识别模块


OpenMV简介

在讲解如何自制OpenMV之前,我们先了解下OpenMV是什么?

OpenMV是国外的开源项目,是一款专为嵌入式机器视觉应用设计的小型开发板。它的核心优势在于集成了强大的图像处理能力、可编程性和易用性,尤其适合用于计算机视觉、图像处理、人工智能、机器学习等领域。OpenMV 开发板支持使用 Python 进行编程,结合简单易用的 IDE 和丰富的库支持,能够实现从基础的图像识别到复杂的机器视觉任务。

简单来说:OpenMV 是一个可编程的摄像头,通过MicroPython语言(即Python),可以实现你的想要让该摄像头运行的逻辑摄像头本身内置了一些图像处理算法,很容易使用。外观可以参考一下图片:

1  自制OpenMV图像识别模块

OpenMV能做什么?:

1、嵌入式机器视觉通过OpenMV,可以做出一些创新的项目,学习计算机视觉的兴趣,了解傅立叶变化,小波变换,滤波之类的算法该如何应用与实际生活

2、对成本要求很高的嵌入式工业方案,比如流水线物品的分拣等等。

学习OpenMV需要具备什么能力?:

1、有过python编程语言学习经验,了解if else等逻辑语句,知道变量赋值等概念。

2、有面向对象的概念,了解类,对象,方法等概念。

3、有单片机的基本概念,了解IO口,电压,串口等概念。

自制OpenMV的原因

为什么要DIY一款OpenMV而不直接上官网购买?:

自己动手制作OpenMV

缺点:需要购买或者设计相应的硬件组件,如摄像头模组、主控板(通常是基于STM32等芯片的微控制器)、存储模块等。需要自己进行焊接、布线和组装,这对于初学者来说可能会有一定的难度,并且需要有一定的硬件知识。自制的OpenMV可能不如官方产品稳定性好。

优点:可能需要根据自己的需求定制某些硬件特性(如额外的传感器接口、特定的处理能力等)。性价比高,成本低,能够提升自己的焊机技术、PCB布局布线能力、Python的编程能力。而且OpenMV的烧录程序完全开源免费,只需要去外网的OpenMV官网下载即可,也可以上github上搜索OpenMV关键字,会有很多开源项目可供选择和下载,烧录教程也十分详细。

购买OpenMV

优点:OpenMV板卡是已经完成设计和组装的,用户直接购买并使用。这种方式更加简单,节省时间,不需要担心硬件问题。官方OpenMV摄像头板通常会经过严格的质量控制,确保硬件稳定性和兼容性。购买的OpenMV板已经集成了相关的摄像头模块、接口、处理器等,基本满足大多数图像处理应用需求。

缺点:购买成本非常高,举例:购买一个OpenMV4 H7 R2 Cam摄像头需要四百多,但自己DIY只需要1百多即可。购买的OpenMV板通常有固定的硬件配置,用户无法轻易修改或定制硬件。


如何自制OpenMV教程:

首先:绘制原理图,以下为开源的OpenMV硬件原理图参考。

OpenMV图像识别模块原理图

其次,根据原理图准备硬件物料:STM32H7 微控制器STM32H743IIK6。

摄像头模块OV5640 或类似的 CMOS 摄像头传感器。

存储和内存SD 卡用于存储图像数据和代码。

电源模块芯片需要 5V 或 3.3V 的电源输入。

需要自己准备一个DC-DC 转换器 或 LDO 稳压器来为STM32H7微控制器和其他外围设备提供稳定的电压

JTAG/SWD 编程器:用于调试和烧录 STM32H7 微控制器的固件。

传感器和其他外部模块可选):超声波传感器:用于距离测量。

加速度计:用于运动检测。陀螺仪:用于姿态监测。红外传感器:用于简单的物体探测。

其他附加物料按钮:用来重启或复位开发板。

LED 指示灯:用于电源指示或状态显示。

跳线和接插件:用于连接外部传感器和电源。

外壳和散热外壳(可选):为自制OpenMV 提供保护,可以设计一个 3D 打印的外壳,或者购买现成的外壳进行保护。

散热片(可选):如果系统工作负载较高,可能需要加装散热片来降低处理器的温度。


最后是PCB设计制作要制作自定义的PCB,需要使用 PCB 设计工具(如 KiCad、嘉立创、AD)设计电路板。你可以根据OpenMV开源项目的原理图进行二次设计。使用嘉立创,每月有两次免费打板机会,PCB板成本直接降低为0。PCB板收货后,只需要使用烧录器烧录开源项目中的固件即可。完成PCB焊接和固件烧录后,只需使用官方的OpenMV IDE 就可以开始编写、调试和运行Python 代码

自制OpenMV图像识别模块物料参考图:

自制OpenMV图像识别模块参考物料

自制OpenMV图像识别模块成本计算:

STM32H743IIK6——淘宝40元一个。OV5640 摄像头——淘宝35元一个。SD 卡——淘宝20元一个。电源模块:20元以内。各种电阻电容:10元以内。PCB——使用嘉立创免费。总共成本控制在150元以内。

开发环境和工具链:

OpenMV IDE:官方的 OpenMV IDE 可用于编写、调试和运行 Python 代码。如果自制系统时不使用官方 OpenMV IDE,你可以使用其他 Python 编辑器(如 Thonny)配合 STM32 开发环境(如 STM32CubeIDE)进行调试。



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