基于iMXRT1060的可编程视觉模块

模块简介

基于i.MX RT的可编程视觉模块有以下特点

 主控芯片使用NXP i.MX RT1062，600MHz Cortex-M7，1MB RAM，4MB Flash （通过QSPI扩展）

 感光芯片使用OmniVision OV7725，这是一款快速 CMOS感光芯片，最高分辨率 VGA (640x480)

 在尺寸、扩展引脚、使用习惯和软件开发接口上兼容著名的OpenMV3 M7 Cam。关键接口包括SPI, I2C, UART

 集成了Micropython运行环境，包括编译器、装载器和虚拟机。使用开发效率极

高的Python语言做应用程序的二次开发。

 应用程序（使用Python编写）和数据存储在外部扩展的TF卡中。

 模块连接USB后，电脑识别出优盘。可以使用任意文本编辑器开发程序。

 兼容OpenMV IDE的调试监控协议，实现一键下载、秒见效果、监控帧缓冲、虚拟串口控制台。

环境准备

模块购买

购买的淘宝链接为：

参赛选手专享优惠价

大赛组委会为选手们争取到了优惠价，原价399元，优惠价349元，包邮。购买时，向卖家说明购买目的用于智能车竞赛，以如下格式：“学校：xxx 指导老师：xxx购买数量：x 是否需TF卡:Y/N”并拍下商品，请卖家更改价格为优惠价349元。

注1：如果需要出具发票，需另加税点。

注2：模块需要TF卡，默认发货不包含TF卡。如需TF卡，卖家提供高质量的32G卡，另加50元。

注3：默认提供2.8mm焦距的M12镜头。也可以指定其它焦距或从网络采购其它焦距M12镜头。焦距越长放大倍数越高。注意焦距影响距离计算，并且过长的焦距有可能使定位码无法完整出现在视野中。

软件安装

文本编辑器

只需能编辑Python源代码的编辑器即可，如Notepad++，Visual Studio Code等。

（强烈建议）OpenMV IDE

本模块实现了OpenMV IDE的调试监控协议。为了体验无需存盘一键下载并且监视模块帧缓冲的功能，以及启用虚拟串口功能，强烈建议使用OpenMV IDE加快开发。

OpenMV IDE的下载页面链接：。支持多种操作系统的安装包。

注：在模块连接OpenMV IDE期间会占用虚拟串口，无法同时使用串口上的Python交互式命令环境。

使用OpenMV IDE开发与测试

（首次）安装OpenMV IDE。注：本模块尚未支持OpenMV IDE的固件升级功能。

插入TF卡。注：如果卡里包含，本模块会在上电后自动执行。

使用USB线连接电脑上的USB口和本模块的USB micro口。这会使模块上电，红灯闪烁约2秒模块开始工作。

注：首次上电后，系统可能花较长时间（可能超过1分钟）来安装和配置驱动，请耐心等待。若中途取消安装可导致驱动安装失败。如果是这样，建议拔下电源，重装OpenMV IDE再上电。

打开OpenMV IDE，待左下角的变成 （右上多出了USB符号）时，

即可点击此按钮，连接OpenMV IDE和本模块。

模块的扩展信号

模块引出了10个扩展引脚，可复用为多种功能。其中管脚名与OpenMV Cam相同，功能1除UART外与OpenMV Cam相同，但CPU名并不相同——因为MCU不同。

正面左边

正面右边

注：DCMC（控制直流电机）和Servo（控制舵机）虽然在底层都是把PWM进一步封装的API，但是仍然以独立功能的身份出现。

注：灰色的字体的功能，如PWM, DCMC, Servo, CAN, RPM(转速), SRPM(有向

转速)暂未支持。

注：复用功能以程序最后的配置为准. 例如，若先配置引脚P8为Pin (GPIO), 后又配置UART4，则P8脚先用于GPIO, 后被UART4占用为接收数据（RXD4）。

教程资源

由于本模块高度兼容OpenMV Cam，而OpenMV Cam又包含了Micropython运行环境，在网络上大量的OpenMV教程和Micropython教程均可参考，资源非常丰富，下面列举了一些：

OpenMV Cam在中国区的代理：，有很多优质中文教程和指南

中文快速上手指南：

中文Micropython语言：

英文Micropython语言：

April-Tag专题介绍

本模块的April-Tag检测功能继承自OpenMV的算法，可以检测标签号、标签偏角，以及通过标签外接矩形判断与标签的倾角，还可根据镜头焦距与标签在视野中的大小判定与标签的距离。

OpenMV IDE中包含了April-Tag的示例”find apriltags”供参考，亦可参考教程

与OpenMV Cam的区别

OpenMV Cam的软件以MIT开源协议授权，本模块移植了OpenMV软件的全部算法部分，这部分是完全兼容的。

硬件上，OpenMV使用的是STM32F7/H7，并且集成了Micropython针对STM32的移植和硬件操作模块“pyb”。本模块亦实现了pyb的主要功能（见模块扩展信号节图中的黑色字体功能）。

pyb和machine模块中并不包含和Pyboard/OpenMV Cam等板子的全部功能，但是不影响创意组比赛的使用需求。

本模块只支持TF卡上的文件系统，不支持使用内部Flash模拟，因此TF卡是必备的。

OpenMV Cam有很多扩展板，本模块支持其中的LCD Shield。

本模块还包含了可选的9轴运动传感器MPU9250，OpenMV Cam不包含。如需使用，会占用I2C扩展口，注意I2C slave地址不要与它冲突。

常见问题

图像对比度差

建议使用黑色电工胶布粘上模块背面的扩展口（粘在M12底座的两个定位螺丝口中间，如上文照片所示）。

图像颜色发灰（饱和度低）

旋下M12镜头，检查背面是否粘有红外截光片。

图像中有污点

旋下M12镜头，清洁OV7725芯片表面。

OpenMV IDE中运行Hello world示例时图像刷新率低

可以适当加延时以给IDE更多机会刷新帧缓冲：

import utime

在主循环最后添加 “_ms(10)”。具体时间可调整，一般在5-10之间。

注：在实际使用时建议去掉这个延时。

连接USB后没有识别出优盘

这应该是SD卡初始化失败导致的。在板子上按下复位按钮或重新上电一般会解决问题，亦可能TF卡质量差/损坏。

摄像头图像有（蓝色）噪点

这是因为默认的像素时钟为OV7725的上限(60MHz)，当环境的电磁干扰较大时容易

出现此问题。可以通过以下方法调整：

_framerate(0<<9|N<<12) ，建议N的取值为1-7（不要设为0！），此时，像素时钟频率为 96MHz / (N+1)，分别是 48M, 36M, 24M, 19.2M, 16M, 13.7M, 12M。

注：此方法只适用于本模块。

注：若像素时钟过低，会影响图像刷新率。

摄像头图像阴暗

可在默认启用auto gain的情况下跳过帧一段时间，如以下代码所示：

()

…

_frames(time = <时间(单位ms)越长越亮，一般在100-2000之间>)

_auto_gain(False)

若仍然偏暗，可以同样通过降低像素时钟来解决，参考“摄像头图像有（蓝色）噪点”的解决方法

在暗室中即使打开红外LED (LED4)仍无法显示图像

需要旋下M12镜头，拆除背面的红外截光片。注意，这是破坏性的操作。

购买时缺货

万一缺货并且急用，可以先购买官方的OpenMV Cam M7/H7临时救急，不影响机器视觉算法的使用，但性能会比本模块低。

刷新模块的固件

注：模块正常使用时不需要这部分内容，仅当模块变砖或的确需要新固件的功能时才会用到。您需要安装KEIL uVison5.20以上版本 (MDK)软件，并在软件中安装i.MX RT1060的Pack，以及J-Link调试器来执行这部分操作。

本模块的固件基于C语言的KEIL工程，开放源代码，并引出了适用于Cortex-M7核的SWD调试接口。可通过KEIL生成固件并通过J-Link烧写固件。

模块源代码位于github:

注意：务必选定分支”omv_initial_integrate”，不要使用默认的”master”分支！

 克隆或下载一个压缩包。然后使用KEIL打开源码树中的 \\ports\\prj_keil_rt1060\\jx，编译（约2-4分钟），编译前确保选中“debug_flexspi” Target

 使用杜邦线连接J-Link和本模块的调试接口，分别是

6 (GND) -> GND (J1.6)

1 (VCC) -> 3.3V (J1.5) （可选，若使用USB供电可不连接）

7 (SWCLK) -> SWC (J1.2)

9 (SWDIO) -> SWD (J1.3)

 在KEIL里点击菜单栏上的按钮，等候1-2分钟即可擦除和下载完毕

 下载完毕后需重启本模块方使新固件生效

注意：若烧写中途失败，可导致模块无法再启动，烧写前务必确保J-Link与模块的连接是稳定可靠的。

刷固件中途失败或其它原因导致模块无法启动的补救

1. 用电烙铁先去掉电阻R4（正面，镜头底座左下），R2（背面与R4接近的位置）；

2. 短接R1（在R4旁边）和R5（在R2旁边）

3. 重新连接J-Link，在KEIL中重新下载程序固件；

4. 断开R1, R5，

5. 重焊R2和R4，或者直接短接。

具体原理可参考原理图(omvrt1_)中的“BOOT”部分介绍，截图如下，默认的启动方式是”Internal Boot(NormalBoot)”, 补救时改用”Serial Download(Bootloader)”，请勿尝试其它启动方式！

若补救后仍然无法启动或无法刷固件，则很可能硬件已经损坏。