摘要：本文对需要全景图片作为基础条件的项目：如狭小空间内的调查取证、高危敏感地区的无人作业等。提供了一个由蓝牙小车搭载图片采集装置，由人工合成360度全景图片的解决方案。这个方案采用由51单片机和32单片机分别对小车，和图片采集装置进行控制。设计分为方案构思、硬件部分设计和软件部分设计部分。成果表明，在光照良好的情况下，该装置能有效提供照片源，但对于弱光逆光条件的表现稍差。并且对于后期难以由小车直接生成360度全景照片并实时传回基站是一个困难的问题。
关键词：遥控；自动采集；图片合成
一、引言
随着科学技术的快速发展。全景拍摄技术已在一些发达国家得到广泛应用。逐渐融合相关领域。成为一个完整的体系。全景图像拼接，作为新兴技术，短短几年得到了快速发展，受到研究者越来越多的关注。
但目前360度图片采集设备多趋于大型化复杂化。难以适应越来越多，越来越频繁的的需求。这导致360度全景图片的更新缓慢。用户甚至使用的是半年前的图片。并且想要采集属于自己定制的图片相当困难。需要自己逐个采集。并且对于一些复杂地形、敏感地区、高危环境没有较好的解决办法。所以我们的目的是做一个低成本、操作简单的全景照片采集车。
二、硬件部分设计
系统硬件设计总体框图
1、控制系统
采用时钟频率高、低功耗、自带AD采集的STM32单片机控制摄像头拍摄素材，并储存到内存卡中。在延迟固定时间内拍摄，保证每两张照片重合度在30%~40%。以便后期能合成出没有太大畸变的全景照片。
并采用指令简单、价格便宜、应用广泛的STC51单片机完成对遥控平台的控制，并对摄像头旋转速度和时间进行精确的控制。控制摄像头以75度为操作单元，迟滞一秒钟，完成拍摄。并连续转动5次，完成对周围环境的图像采集。采用PWM波对小车进行控制，输出不同占空比的脉冲信号来达到调速的过程。控制电压越高使得L298N输出的电压越高，这样就使得车轮的转速越快。
2、电机驱动模块
直流电机由两个L298N驱动，该驱动板可驱动2路直流电机，使能端ENA、ENB为高电平时有效，并转换12V电压给单片机供给5V电压，并间接给步进电机驱动供电。
步进电机驱动模块采用五线四相的ULN2003。IN1-IN4接入单片机，白色端子插入五线四相步进电机。控制28BYJ-48步进电机，以854个脉冲为单位旋转，五个单位后即可达到旋转一周。
3、图像采集、储存模块
摄像头采用OV7725，但由于OV7725本身是30W像素，即640*480的分辨率，但STM32不够快速，要加一个FIFO来缓冲，但只能使用320*240的分辨率。拍摄照片以后送入提前初始化好地址的SD储存。
4、行走机构
为增加通过性，并及减少成本。我们采用成熟的小车底盘，四轮驱动设计。用两个l298n对四个电机同时控制，使小车可以实现多种复杂移动。
三、软件部分设计
系统软件设计总体框图
软件流程
选用HC-05蓝牙模块，给模块上电，利用手机自带蓝牙连接。通过手机APP发送预置指令控制，根据手机发送的不同指令，被HC-05接收，然后通过串口通讯发送给51单片机，51单片机获得相应字符进而处理相应功能。通过51单片机与32单片机的串口通讯。使手机间接的和图像采集等模块建立联系。当51单片机发送高电平时32单片机开始执行拍照程序，同时51单片机控制步进电机旋转，配合32单片机完成操作。
四、实验结果
可以看出合成之前的图片视界较小，经过合成之后明显增大。随着样张的堆叠，图片的视界会变得更大，直到达到环绕一周的效果，就可以得到此地的全景照片。随着小车的移动更可以从多角度观察。
五、结语
遥控式360度全景照片采集小车，以实际应用出发，结合需求。简化了全景图片采集的流程。能够较为方便的提供大量全景图片。集中了遥控小车的简单，易操控，稳定，安全系数高的特点，为360度全景相机提供一个可以简单操控，快速移动，视角稳定，人与机器分离的平台。有了这种新型的图像采集车，可以提高采集效率，质量，增加安全性。更为个人用户提供了较为方便的采集方式。对全景图片的普及和发展有积极作用。
参考文献:
[1]基于51单片机的蓝牙控制小车的简单实现。2018
[2] OV7725摄像头图像采集基础知识。2018
[3]OV7725摄像头的彩色图像采集原理与液晶显示《一》。2017
论文作者:王学鹏,李思睿,李岩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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