第 6 章:颜色识别
本章目标:让 NanoCam 识别画面中物体的颜色,并获取坐标用于分拣等应用。
原理
基于 HSV(色调-饱和度-明度)色彩空间。摄像头输出的 RGB565 图像经 esp-dl 的 ColorDetector 引擎处理,将图像缩放到 80×80 分辨率降噪后,逐像素转换为 HSV 值,与预设的 7 种颜色阈值进行匹配。
预设颜色阈值（OpenCV 标准 H 范围,0-180 标度）
| 颜色 | 色相(H) | 饱和度(S) | 明度(V) | 面积门槛 |
|---|---|---|---|---|
| 红色 | 0-15 | 70-255 | 90-255 | 64 |
| 黄色 | 23-33 | 70-255 | 90-255 | 64 |
| 绿色 | 34-75 | 70-255 | 90-255 | 64 |
| 蓝色 | 97-124 | 70-255 | 90-255 | 64 |
| 紫色 | 125-155 | 70-255 | 90-255 | 64 |
| 白色 | 0-180 | 0-40 | 200-255 | 80 |
| 黑色 | 0-180 | 0-255 | 0-50 | 80 |
色相使用 OpenCV 0-180 标度(对应 0-360°)。
set_bgr(false)确保库原样读取 RGB565 数据,不交换通道。
步骤
6.1 进入颜色模式
Plain
ai_mode:3设备自动重启进入颜色检测模式,WS2812 RGB LED (GPIO18) 显示当前识别到的颜色。
完整指令见串口协议手册。
6.2 观察识别结果
将纯色物体放在摄像头前,浏览器打开 http://<IP> 会显示:
彩色矩形框标注检测到的颜色区域
颜色标签文字(red/yellow/green/blue/purple/white/black)
框和标签颜色与实际检测颜色一致
颜色模式只做画面叠加(OSD),不输出串口日志。需要获取坐标请通过 I2C 寄存器读取。
6.3 I2C 读取检测数据
NanoCam 作为 I2C Slave (地址 0x33,GPIO SDA=41 SCL=42),实时更新检测框中心点坐标。
| 寄存器 | 内容 | 数据类型 |
|---|---|---|
| 0x28-0x29 | 中心点 X | int16 BE |
| 0x2A-0x2B | 中心点 Y | int16 BE |
| 0x2C-0x2D | 识别 ID | int16 BE |
代码
核心检测引擎
components/modules/ai/who_color_detection.cpp — 基于 esp-dl ColorDetector:
C++
// 构建检测器,set_bgr(false) 确保颜色通道正确
ColorDetector detector;
detector.set_bgr(false);
detector.set_detection_shape({80, 80, 1});
// 注册 7 种颜色阈值
detector.register_color({h_lo, h_hi, s_lo, s_hi, v_lo, v_hi}, area_min, "red");
// 检测
auto &results = detector.detect((uint16_t *)frame->buf,
{(int)frame->height, (int)frame->width, 3});
// 遍历结果画框+标签
for (int ci = 0; ci < (int)results.size(); ci++) {
for (int ri = 0; ri < (int)results[ci].size(); ri++) {
color_detect_result_t &res = results[ci][ri];
draw_rect(frame, res.box[0], res.box[1], res.box[2], res.box[3], color_lcd);
fb_gfx_print(frame, lx, ly, color_lcd, color_name);
}
}效果
红绿蓝物体→识别颜色→画框+标签→I2C 输出坐标→可接舵机分拣。
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