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基于OpenMV颜色识别及WS2812灯环控制项目（停止维护）
1.项目背景
本身用于robotcup舞蹈机器人创意赛的比赛附加要求，实现识别颜色，追踪目标行动，，能实时返回对应颜色的串口数据，提供给上位单片机进行处理。同时表演的美观考虑，能够控制WS2812灯环彩色灯光。
参考官方代码地址：MicroPython libraries — MicroPython 1.25 documentation
2.项目介绍
代码部分（点我）
import sensor, image, time
from pyb import UART
import pyb
from neopixel import NeoPixel
# 颜色定义
rgb_colors = [
(255, 50, 50), # 亮红色
(50, 255, 50), # 亮绿色
(50, 150, 255), # 亮蓝色
(255, 255, 100), # 亮黄色
(255, 80, 255), # 亮粉色
(100, 255, 255), # 亮青色
(255, 180, 50), # 亮橙色
(200, 80, 255), # 亮紫色
]
# 模式状态变量
start_color_flag = False # 颜色识别
start_color_display = True # 表演灯光
start_color_trace = False # 颜色追踪
ws2812_color_flag = 0
# 硬件配置参数
WS2812_PIN = pyb.Pin("P0") # 灯珠数据引脚
LED_NUM = 16 # 灯珠数量
FLOW_DELAY = 0.05 # 缩短流水灯延迟（原0.1s）
TRACE_VALUE = 80 # 画面追踪阈值
time_light = 30 # 减少灯光切换延迟（原50次）
ws2812_flag_display_time=100 # 识别表演颜色识别显示时间
# 初始化硬件
led_red = pyb.LED(1)
led_green = pyb.LED(2)
led_blue = pyb.LED(3)
# 初始化WS2812并记录状态，减少不必要的写入
np = NeoPixel(pin=WS2812_PIN, n=LED_NUM, timing=1)
last_led_states = [(0,0,0)] * LED_NUM # 记录上一次灯珠状态
# 初始化摄像头（降低分辨率提高帧率）
sensor.reset()
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
sensor.set_framesize(sensor.QVGA) # 160x120，比QVGA减少75%像素
sensor.skip_frames(time=500) # 缩短初始化等待时间
sensor.set_auto_gain(False)
sensor.set_auto_whitebal(False)
# 初始化串口
uart = UART(3, 115200)
# 工具函数：发送数据（减少打印输出提高效率）
def send_hex_data(data):
if isinstance(data, list):
data_bytes = bytes(data)
elif isinstance(data, bytes):
data_bytes = data
else:
data_bytes = bytes([data])
uart.write(data_bytes)
# 仅调试时保留打印
# print(f"发送: {[hex(b) for b in data_bytes]}")
return data_bytes
# 工具函数：接收数据（简化处理）
def receive_hex_data():
if uart.any():
return uart.read()
return None
# 优化LED控制：仅在颜色变化时更新
def all_leds_static(color):
global last_led_states
# 检查是否需要更新
if all(np[i] == color for i in range(LED_NUM)):
return
for i in range(LED_NUM):
np[i] = color
np.write()
last_led_states = [color] * LED_NUM
# 颜色阈值 (L, A, B范围)
red = (55, 16, 13, 52, 15, 44)
yellow = (37, 83, -17, 3, 31, 68)
green = (39, 69, -16, -53, 54, 7)
purple = (56, 24, 34, 2, -69, -24)
# 对应颜色的显示参数
colors = [
(red, (255,0,0), "红", 0x01),
(yellow, (255,255,0), "黄", 0x02),
(green, (0,255,0), "绿", 0x03),
(purple, (128,0,128), "紫", 0x04)
]
# 处理接收数据（简化逻辑）
def get_data():
global start_color_flag, start_color_display, start_color_trace,ws2812_color_flag
data = receive_hex_data()
if not data:
return
for byte in data:
if byte == 0xBA: # 颜色识别指令
start_color_flag, start_color_display, start_color_trace = True, False, False
elif byte == 0xBB: # 表演指令
start_color_flag, start_color_display, start_color_trace = False, True, False
elif byte == 0xBC: # 颜色追踪指令
start_color_flag, start_color_display, start_color_trace = False, False, True
elif byte == 0xB0: # 停止指令
start_color_flag, start_color_display, start_color_trace = False, False, False
elif byte == 0x01: # 红色
ws2812_color_flag=1;
elif byte == 0x02: # 黄色
ws2812_color_flag=2;
elif byte == 0x03: # 绿色
ws2812_color_flag=3;
elif byte == 0x04: # 紫色
ws2812_color_flag=4;
def ws2812_flag_display():
global ws2812_color_flag
if ws2812_color_flag==1:
all_leds_static((255,0,0))
elif ws2812_color_flag==2:
all_leds_static((255,255,0))
elif ws2812_color_flag==3:
all_leds_static((0,255,0))
elif ws2812_color_flag==4:
all_leds_static((128,0,128))
for _ in range(ws2812_flag_display_time):
get_data()
if not start_color_display:
break
time.sleep_ms(100)
ws2812_color_flag=0
# 主循环
current_flow_led = 0 # 记录流水灯当前位置，避免重复初始化
while True:
get_data() # 优先处理指令
img = sensor.snapshot() # 捕获图像
# 颜色识别或追踪模式
if start_color_flag or start_color_trace:
# 快速关闭灯光
led_red.off()
led_green.off()
led_blue.off()
all_leds_static((255,255,255))
time.sleep_ms(500) # 延长适应时间到500ms
# 连续捕获3帧并丢弃，清空缓存，让传感器参数稳定
for _ in range(3):
sensor.snapshot()
time.sleep_ms(100)
# 最终使用稳定后的帧进行识别
img = sensor.snapshot()
max_blob = None
max_area = 0
if start_color_flag:
# 颜色识别模式 - 检测所有颜色
for threshold, color, name, send_value in colors:
blobs = img.find_blobs([threshold],pixels_threshold=800)
if blobs:
b = blobs[0]
if b.area() > max_area:
max_area = b.area()
max_blob = (b, color, name, send_value)
elif start_color_trace:
# 颜色追踪模式 - 只检测红色
threshold, color, name, send_value = colors[0] # 仅使用红色
blobs = img.find_blobs([threshold],pixels_threshold=800)
if blobs:
max_blob = (blobs[0], color, name, send_value)
# 处理检测结果
if max_blob:
b, color, name, send_value = max_blob
img.draw_rectangle(b.rect(), color=color)
img.draw_cross(b.cx(), b.cy(), color=color)
if start_color_flag:
send_hex_data(send_value)
led_red.intensity(color[0])
led_green.intensity(color[1])
led_blue.intensity(color[2])
all_leds_static(color)
else: # 追踪模式
# 针对QQVGA分辨率调整中心坐标（160x120的中心是80,60）
if abs(b.cx() - 160) <= TRACE_VALUE:
send_hex_data(0x11)
elif b.cx() < 160:
send_hex_data(0x12)
else:
send_hex_data(0x13)
elif start_color_flag:
send_hex_data(0x02)
all_leds_static((255,255,0))
else:
send_hex_data(0x00)
led_red.on()
led_green.on()
led_blue.on()
# 单次检测/追踪完成
start_color_flag = False
start_color_trace = False
# 表演灯光模式
elif start_color_display:
# 颜色切换效果
for i in range(8):
all_leds_static(rgb_colors[i])
for _ in range(time_light):
get_data()
if ws2812_color_flag:
ws2812_flag_display()
if not start_color_display:
break
time.sleep_ms(10)
if not start_color_display:
break
time.sleep(FLOW_DELAY)
# 降低主循环延迟
time.sleep_ms(20)
机器人能够实现底盘多样的灯光，也能追随指示牌前进，也能识别颜色。
3.项目重点内容
①WS2812灯环的控制代码。
②颜色识别，以及模式切换逻辑。
③串口控制指令。
