【花雕动手做】AI 视觉传感器 HUSKYLENS 2 之识别颜色来控制执行器模块- Makelog(造物记)

1、测试实验硬件连接
将HukyLens 2 连接到Arduino主板对应的I2C引脚,使用电源线连接Arduino Uno与电脑。额外供电提示:Arduino Uno的I2C引脚输出的电压不足以支持HUSKYLENS 2正常工作，当HUSKYLENS 2接在Arduino Uno上时须有额外数据线连接HUSKYLENS 2的Type-C接口与电源，为HUSKYLENS 2进行额外供电。接线图可参考下图。

2、设置测试实验平台
打开 Mind+ 编程软件，选择主控板 Arduino，加载HUSKYLENS 2 库

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3、颜色识别（Color Recognition）是一种计算机视觉与感知技术，其核心目标是：通过摄像头、图像传感器或算法，自动检测并判断物体或图像中的颜色信息。颜色识别是视觉智能的重要基础能力，它让设备具备“看懂颜色”的能力，是智能识别、自动控制、人机交互等系统中的基础功能之一。

（1）颜色识别的基本定义
颜色识别是指：
将图像中的像素值转换为颜色模型中的数值（如 RGB、HSV、Lab），并根据设定规则或模型判断颜色类别或属性。
它不仅识别“是什么颜色”，还可以分析颜色的分布、比例、变化趋势等。

（2）常见颜色模型

（3）颜色识别的技术流程
图像采集：通过摄像头或图像文件获取视觉数据。
颜色空间转换：将图像从 RGB 转换为 HSV 或 Lab 等更适合识别的模型。
区域提取：识别目标区域或物体轮廓。
颜色分析：统计像素值并判断颜色类别或比例。
结果输出：返回识别结果，如“红色球”、“绿色标签”、“蓝色背景”等。

（4）应用场景举例
教育实验：识别颜色球、颜色卡片进行互动教学
手机相机美颜或滤镜识别肤色与背景色
工业检测：识别产品颜色是否合格
智能交通：识别红绿灯颜色进行自动驾驶控制
零售系统：识别商品包装颜色进行分类
机器人视觉：识别颜色目标进行抓取或导航

（5）技术优势与挑战

（6）颜色识别场景

4、执行器（Actuator）是一种将控制信号转换为物理动作的装置，是自动化系统和机器人中的关键部件。它的作用是根据控制系统的指令，驱动机械结构完成特定动作，如移动、旋转、推动、夹取等。

（1）执行器的核心定义
执行器是将电信号、液压信号或气动信号转化为机械运动的装置，是“感知—决策—执行”链条中的最后一环。

（2）常见执行器类型

（3）执行器在系统中的作用
动作执行：如机械臂的关节旋转、轮式小车的驱动、夹爪的开合。
反馈闭环：配合传感器形成闭环控制系统，实现精准定位与动态调整。
能量转换：将控制系统的能量信号（电、气、液）转化为机械能。
接口桥梁：连接控制系统与物理世界，是“虚拟指令”落地的关键。

（4）应用场景举例
工业自动化：机器人焊接、搬运、装配
智能家居：窗帘开合、电动门锁、自动调光
航空航天：飞行器舵面控制、姿态调整
医疗设备：手术机器人、康复辅助机械
仿生机器人：模仿肌肉运动的柔性执行器

（5）使用执行器需注意事项
负载匹配：选择合适的执行器类型与规格，避免过载或性能不足
控制精度：需配合编码器、传感器实现闭环控制，提升定位与响应能力
响应速度：不同驱动方式响应时间不同，需根据任务需求选型
能耗与散热：电动执行器需考虑功率与热管理
安全机制：设置限位、急停、过载保护，防止误动作或损坏

（6）为简化测试实验，这里使用简单的执行器LED模块

5、实际测试的几个范本

6、测试实验代码

代码

/*【花雕动手做】AI 视觉传感器 HUSKYLENS 2 之识别颜色来控制执行器模块
 * 使用平台：MindPlus
 * 主控板：Arduino Uno
 * 功能说明：本程序使用 HUSKYLENS 2 AI 视觉传感器识别画面中的颜色块，
 * 根据不同颜色块的 ID 控制执行器（此处为 LED 灯）实现快闪、慢闪或熄灭效果。
 */

#include "DFRobot_HuskylensV2.h"  // 引入 HUSKYLENS 2 的驱动库，用于控制 AI 视觉模块

HuskylensV2 huskylens;  // 创建 HUSKYLENS 设备对象，供后续调用识别与数据获取功能

// 初始化函数
void setup() {
  Serial.begin(9600);       // 初始化串口通信，波特率设置为 9600，用于数据输出到串口监视器
  Wire.begin();             // 初始化 I2C 通信，用于与 HUSKYLENS 模块连接
  while (!huskylens.begin(Wire)) {  // 持续尝试连接 HUSKYLENS，直到连接成功
    delay(100);             // 每次尝试之间延迟 100 毫秒
  }
  Serial.println("HUSKYLENS 2 启动成功");        // 输出初始化成功提示信息
  Serial.println("识别颜色来控制执行器模块");    // 输出功能说明
  pinMode(13, OUTPUT);      // 设置数字引脚 13 为输出模式，用于控制 LED 灯
}

// 主循环函数
void loop() {
  huskylens.getResult(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION);  // 请求 HUSKYLENS 执行颜色识别算法，处理当前画面
  if (huskylens.available(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION)) {  // 判断是否有识别结果可用
    Serial.println("画面中的颜色块总数为：" + 
      String(huskylens.getCachedResultNum(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION)));  // 输出当前识别到的颜色块数量

    // 如果识别到 ID 为 1 的颜色块，执行 LED 快闪
    if (huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 1) != NULL) {
      Serial.println(RET_ITEM_STR(huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 1), Result, name) + "LED快闪");
      digitalWrite(13, LOW);   // 熄灭 LED
      delay(200);              // 延迟 200 毫秒
      digitalWrite(13, HIGH);  // 点亮 LED
      delay(200);              // 延迟 200 毫秒
    }

    // 如果识别到 ID 为 3 的颜色块，执行 LED 慢闪
    if (huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 3) != NULL) {
      Serial.println(RET_ITEM_STR(huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 3), Result, name) + "LED慢闪");
      digitalWrite(13, HIGH);  // 点亮 LED
      delay(800);              // 延迟 800 毫秒
      digitalWrite(13, LOW);   // 熄灭 LED
      delay(800);              // 延迟 800 毫秒
    }

    // 如果识别到 ID 为 4 的颜色块，关闭 LED 灯
    if (huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 4) != NULL) {
      Serial.println(RET_ITEM_STR(huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 2), Result, name) + "LED灯灭");
      digitalWrite(13, LOW);   // 熄灭 LED
    }
  }

  delay(500);  // 每次识别后延迟 500 毫秒，控制识别频率，避免过于频繁地读取数据
}

7、实际测试的代码解读

程序目标概述
该程序使用 HUSKYLENS 2 AI 视觉传感器识别画面中的颜色块，并根据不同颜色块的 ID 控制 Arduino 引脚上的 LED 灯，实现快闪、慢闪或熄灭的效果。它是一个典型的“视觉识别 + 执行器控制”应用示例。逐步代码解读：

（1）引入库与创建对象
cpp
#include "DFRobot_HuskylensV2.h"
HuskylensV2 huskylens;
引入 HUSKYLENS 官方库，提供与设备通信的函数接口。
创建 huskylens 对象，用于调用识别算法和获取识别结果。

（2）初始化函数 setup()
cpp
void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
while (!huskylens.begin(Wire)) {
delay(100);
}
Serial.println("HUSKYLENS 2 启动成功");
Serial.println("识别颜色来控制执行器模块");
pinMode(13, OUTPUT);
}
初始化串口通信（用于数据输出）和 I2C 通信（用于与 HUSKYLENS 连接）。
持续尝试连接 HUSKYLENS，直到连接成功。
设置数字引脚 13 为输出模式，用于控制 LED 灯。

（3）主循环函数 loop()
cpp
huskylens.getResult(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION);
请求 HUSKYLENS 执行颜色识别算法，处理当前画面。

cpp
if (huskylens.available(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION)) {
判断是否有识别结果可用，避免空数据处理。

（4）输出颜色块总数
cpp
Serial.println("画面中的颜色块总数为：" + String(huskylens.getCachedResultNum(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION)));
获取当前画面中识别到的颜色块数量，并通过串口输出。

（5）根据颜色块 ID 控制 LED 灯
ID = 1：LED 快闪
cpp
if (huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 1) != NULL) {
Serial.println(... + "LED快闪");
digitalWrite(13, LOW);
delay(200);
digitalWrite(13, HIGH);
delay(200);
}
快速闪烁 LED 灯，每 200 毫秒切换一次状态。

ID = 3：LED 慢闪
cpp
if (huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 3) != NULL) {
Serial.println(... + "LED慢闪");
digitalWrite(13, HIGH);
delay(800);
digitalWrite(13, LOW);
delay(800);
}
慢速闪烁 LED 灯，每 800 毫秒切换一次状态。

ID = 2：LED 熄灭
cpp
if (huskylens.getCachedResultByID(ALGORITHM_COLOR_RECOGNITION, 2) != NULL) {
Serial.println(...ID=2内容... + "LED灯灭");
digitalWrite(13, LOW);
}

（6）控制识别频率
cpp
delay(500);
每次识别后延迟 500 毫秒，避免过于频繁地读取数据。

8、测试实验MInd+图形编程