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3. STM32巡线机器人：图像/灰度传感器识别、偏差计算和电机控制

共计 30 章节
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01
课程导入
巡线机器人的应用场景 · 课程目标 · 整体技术架构与学习路径
课程导入巡线机器人的应用…
02
STM32基础回顾
STM32系列选型 · 开发环境搭建（STM32CubeMX… · GPIO
STM32基础回顾
03
巡线传感器原理
灰度传感器与摄像头（如OpenMV）… · 黑白线检测的物理基础 · 常见传感器型号对比
巡线传感器原理OpenMV
04
灰度传感器模块详解
TCRT5000等模块的引脚定义 · 输出信号类型（模拟/数字） · 灵敏度调节方法
灰度传感器模块详…TCRT5000
05
摄像头模块详解
OV7670/OpenMV等图像传感… · 图像采集流程 · 分辨率与帧率权衡
摄像头模块详解OV7670/OpenM…
06
图像预处理基础
灰度化 · 二值化 · 滤波
图像预处理基础灰度化
07
灰度传感器数据读取
STM32 ADC采集多路灰度值 · 数据滤波（中值/均值） · 阈值自适应方法
灰度传感器数据读…STM32
08
摄像头图像获取
STM32与OpenMV串口通信 · 图像数据接收与解析 · 帧同步机制
摄像头图像获取STM32
09
图像二值化与线提取
固定阈值与自适应阈值（Otsu） · 提取黑色线条的像素坐标
图像二值化线提取
10
偏差计算基础
巡线偏差的定义 · 基于灰度传感器多路值的加权平均法 · 基于图像质心法
偏差计算基础巡线偏差的定义
11
PID控制原理
比例（P） · 积分（I） · 微分（D）的作用
PID控制原理
12
位置式PID与增量式PID
两种PID实现方式的区别 · 在电机控制中的选择与实现
PID位置式
13
电机驱动基础
直流电机与编码器电机 · H桥驱动（L298N/TB6612） · PWM调速原理
电机驱动基础直流电机
14
电机闭环控制
编码器测速 · 速度PID控制 · 电机死区补偿与限幅
电机闭环控制编码器测速
15
巡线控制策略
基于偏差的转向控制（差速转向） · 比例转向 · PD控制优化
巡线控制策略基于偏差的转向控…
16
灰度传感器巡线实战
使用3路/5路灰度传感器实现直线 · 弯道 · 十字路口检测
灰度传感器巡线实…使用3路
17
摄像头巡线实战
基于OpenMV识别单线/双线 · 计算中线偏差 · 发送给STM32
摄像头巡线实战OpenMV
18
传感器融合
灰度与摄像头数据融合 · 不同场景下的传感器切换策略
传感器融合灰度
19
巡线算法优化
曲线平滑 · 前瞻距离 · 动态PID参数调整
巡线算法优化曲线平滑
20
系统集成与调试
硬件连接 · 电源管理 · 逻辑电平匹配
系统集成调试
21
常见问题与解决
传感器误检 · 光线干扰 · 电机抖动
常见问题解决
22
巡线机器人性能评估
速度与稳定性权衡 · 测试赛道设计 · 性能指标（如平均速度
巡线机器人性能评…速度
23
进阶功能
速度规划（弯道减速） · 路径记忆 · 多任务调度（FreeRTOS）
进阶功能速度规划
24
实战项目
完整巡线机器人制作（从零到完成） · 包括机械组装 · 电路连接
实战项目完整巡线机器人制…
25
案例解析
经典巡线机器人竞赛方案分析 · 优秀开源项目解读
案例解析经典巡线机器人竞…
26
调试工具与技巧
逻辑分析仪 · 串口监视器 · 波形显示
调试工具逻辑分析仪
27
代码规范与模块化
函数封装 · 状态机设计 · 代码注释与版本管理
代码规范模块化
28
安全与可靠性
电池管理 · 过流保护 · 程序异常处理
安全可靠性
29
综合提升
从巡线到自主导航 · SLAM入门 · 与ROS的衔接
综合提升从巡线到自主导航
30
课程总结与项目答辩
知识回顾 · 项目展示要点 · 常见面试问题
课程总结项目答辩