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OpenMV&RA8 参考设计说明

简介

本参考设计为嵌入式AI 爱好者以及高校提供了一套快速简洁的模型验证方法：基于 Micropython 环境使用 python 语言开发并验证机器视觉等算法。

本文档为 RA8&OpenMV 参考设计说明。目前已经初步完成基于 RT-Thread5.1.0 对 OpenMV4.5.0 版本的移植和适配，接下来将介绍如何快速将OpenMV 固件编译并烧录到 EK-RA8D1 开发板上。

简介

使用国内最主流的实时操作系统：RT-Thread。RT-Thread 与其他很多 RTOS 如 FreeRTOS、uC/OS 的主要区别之一是，它不仅仅是一个实时内核，还具备丰富的中间层组件。它具体包括以下部分:

  • 内核层：RT-Thread 内核;
  • 组件与服务层;
  • RT-Thread 软件包;
  • 设备驱动框架;
  • ......

组件与服务层：组件是基于 RT-Thread 内核之上的上层软件，例如虚拟文件系统、FinSH 命令行界面、网络框架、设备框架等。采用模块化设计，做到组件内部高内聚，组件之间低耦合。

RT-Thread 软件包：运行于 RT-Thread 物联网操作系统平台上，面向不同应用领域的通用软件组件，由描述信息、源代码或库文件组成。RT-Thread 提供了开放的软件包平台，这里存放了官方提供或开发者提供的软件包，该平台为开发者提供了众多可重用软件包的选择，这也是 RT-Thread 生态的重要组成部分。

OpenMV 是由美国克里斯团队基于 MicroPython 发起的开源机器视觉项目，目的是创建低成本，可扩展，使用 python 驱动的机器视觉模块。OpenMV 搭载了 MicroPython 解释器，使其可以在嵌入式端进行 python 开发，基于 OpenMV 可以进行多种机器视觉应用的实现，比如人脸检测，物体分类等。目前 OpenMV 也被广泛的应用于国内外高校的竞赛中。

系统框架

硬件连接说明

硬件清单：

  • EK-RA8D1
  • OV7725（推荐）/OV2640/OV7670
  • 摄像头转接板
  • mipi屏幕（选配）
  • USB电缆x2

以下是开发板的连接示意图：

摄像头部分示意图：

USB部分示意图：

  • 注意：数据线请插入EK-RA8D1的HUSB口，如下图

拨码开关部分示意图：需要将拨码开关拨置 00100010

拨码开关选通功能如下示意图：

软件使用说明

软件环境

  • MDK＞= 5.38版本
  • RT-Thread ENV 配置工具
  • Renesas FSP5.1.0版本

支持 ENV 配置 OpenMV 基本信息，包括：frambuffer、摄像头引脚、摄像头型号等。

编译

双击 project.uvprojx 文件打开MDK工程

点击下图按钮进行项目全编译：

烧录

点击下图按钮进行固件烧录：

Todo

  • TFlite-Micro 支持
  • 文件相关支持

OpenMV 使用说明

到目前为止，EK-RA8D1 已经成为了可以运行 OpenMV 的开发板，接下来介绍下如何使用它连接 OpenMV IDE 运行我们第一个Hello World 程序。

环境准备

请自行安装 OpenMV IDE：

运行Hello World 程序

1、点击左下角的连接设备按钮，等待连接成功

2、点击连接下面的运行按钮，即可运行编码区域的 Micropython 代码，下图是一些常用的功能区域说明：

3、使用LCD同步显示摄像头数据：运行如下代码后，lcd会同步显示摄像头数据

import sensor
import time
import lcd

sensor.reset()  # Reset and initialize the sensor.
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)  # Set pixel format to RGB565 (or GRAYSCALE)
sensor.set_framesize(sensor.QVGA)  # Set frame size to QVGA (320x240)
sensor.skip_frames(time=2000)  # Wait for settings take effect.
clock = time.clock()  # Create a clock object to track the FPS.
lcd.init()

while True:
    clock.tick()  # Update the FPS clock.
    img = sensor.snapshot()  # Take a picture and return the image.
    img.draw_string(0, 0, "fps:%2.2f" % clock.fps(), color=(255,0,0), scale=1)
    lcd.display(img)

4、OpenMV IDE 还有很多示例，大家可以自行体验：

注：更多的示例以及教程可以详见 OpenMV 文档中心

OpenMV Uart 示例

说明：使用的是EK-RA8D1的Uart3外设，其对应引脚为：RX-P408|TX-P409，使用如下代码进行测试。

import time
from pyb import UART

# Always pass UART 3 for the UART number for your OpenMV Cam.
# The second argument is the UART baud rate. For a more advanced UART control
# example see the BLE-Shield driver.
uart = UART(3, 19200)

while True:
    uart.write("Hello World!\r")
    time.sleep_ms(1000)

可以使用USB-TTL模块查看控制台（波特率：19200）打印的内容

OpenMV IIC 示例

说明：I2C第一个参数为I2C的总线，这里请填写1（即IIC1总线）

from pyb import I2C

i2c = I2C(1, I2C.MASTER)
i2c.scan()

运行后，终端会显示：i2c scan addr:[20 33]，这里的 address 需要根据实际开发板外挂的从机 address 决定。

OpenMV PWM 示例

说明：当前使用编号为 6 的 PWM 设备的 0 通道，初始化频率为 1000Hz，占空比数值为 100（占空比为 100/255 = 39.22%）

from machine import PWM

pwm = PWM(6, 0, 1000, 100) # 创建 PWM 对象，当前使用编号为 6 的 PWM 设备的 0 通道，初始化频率为 1000Hz，占空比数值为 100（占空比为 100/255 = 39.22%）
pwm.duty(100)              # 设置 PWM 对象占空比数值

开发板的PWM6通道0使用的是P600引脚，这个引脚同时是开发板LED(蓝色)。下图为使用逻辑分析仪抓取的波形

注意事项

  • 由于本工程USB协议栈用的是tinyusb，使用rasc生成代码后会覆盖掉原本的vector_data.c和.h文件，因此如果需要使用rasc配置其他外设，需要在配置后手动将USB相关中断函数添加