本帖最后由 STM新闻官 于 2024-9-25 14:10 编辑
【导语】本期是嵌赛作品锦集第三篇文章，向大家介绍全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛全国总决赛中，基于STM32产品系列的一等奖作品。
本期文章共展示10个作品，均为嵌入式人工智能应用赛题方向。
1、猕足珍贵_猕猴桃采摘机器人设计
参赛方向：嵌入式人工智能 团队名称：把爱留在贵大西
本作品是基于目标识别技术的猕猴桃采摘机器人系统，采用STM32F407ZGT6 作为主控。
1) 高效识别与定位：系统利用 YOLOv5 目标检测模型，并结合注意力机制和 SGBM 立体匹配算法，能快速准确地识别和定位猕猴桃的空间位置信息。这使得机器人能精准地导航并进行采摘；
2) 柔性夹爪设计：机器人配备了柔性夹爪，融合了压力传感器技术，可以根据猕猴桃的大小和形状自动调节夹持力度，防止果实受损。这一特性大大提升了采摘的成功率和果实的完整性；
3) 高效执行机构：采用滑动模组的采摘执行机构，相比传统的机械臂，具有成本低、控制简单、覆盖面广等优势。该机构不仅提高了系统的整体效率，还能实现采摘与收集的一体化操作，显著提升了工作效率；
4) 智能控制系统：系统采用 Jetson Nano 处理器和 STM32F407ZGT6 主控，结合先进算法和传感器技术，实现了对视觉信息的处理、三维坐标的计算、以及夹爪的精准控制；
5) 车载模块设计：系统设计了一个蓝牙无线遥控的机器人底盘，具备四轮驱动功能，能够适应复杂的地形，提高在果园中的机动性和灵活性。这一设计确保了系统在不同环境下的稳定性和高效运作。
主要创新点整体结构设计采用滑动模组替代传统机械臂，简化结构，降低成本并扩大采摘覆盖范围； 检测算法模型改进，基于 YOLOv5 并引入注意力机制和优化损失函数，提升了检测精度和边界框定位准确性； 柔性夹爪配置压力传感器，通过反馈控制实现适应不同大小果实的精准夹取，防止果实损坏； - 综合双目视觉立体匹配算法获取三维位置信息，实现高精度空间定位。
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▲ 作品展示
2、高空室内外窗户智能清洁机器人
参赛方向：嵌入式人工智能 团队名称：芯辰大海
本作品由 STM32F407ZGT6 作为主控芯片，采用三种控制模式。第一种是对整块玻璃进行清洁，openmv 扫描环境进行路径规划，将数据传输给主控芯片，芯片控制机器人行走完整块玻璃，并且在机器人行进过程中利用超声波模块和红外模块进行障碍物分析并通过陀螺仪检测机器人方向利用PID 算法调整方向实现避障；第二种方式是采用 openmv 进行目标点检测，对玻璃实时监测，若监测到玻璃肮脏时，定位到局部脏点，启动机器人向标点前进，该工作模式下可以节省大量功耗，也能保持玻璃的干净整洁；第三种方式：另加蓝牙模块，制作蓝牙手机 app 实现远程控制。便于用户特殊清洁要求。机器人头部还有四个微动开关，作为保护方案，若在特殊情况下导致测距模块无法工作时，当机器人行走至玻璃窗边便会触碰到微动开关，主控芯片通过外部中断实现机器人的转向。本作品采用履带式驱动轮，橡胶底，扭矩大，驱动能力强，且不会损伤玻璃。采用特殊的真空吸盘，吸附能力强，并且很好的平衡了机器人在吸附与运动上的难点，适应多种环境。
主要创新点将 Openmv 与擦窗机器人相结合，采用路径规划技术、图像识别技术搭配超声波测距算法实现对脏点的精确定位，控制擦窗机器人向目标点移动。本作品无需外接电源线，采用12V锂电池为整个擦窗机器人供电，整个系统在低功耗下实现全部功能； 设置三种模式，在能对整块玻璃进行清洁的情况下增加实时监测模式，实现进行整块扫描、定点清洁，减轻了工作复杂度并提高了工作效率； 无线通信（手机 app），擦窗机器人配备蓝牙模块，在一定范围内，用户可根据需求直接使用手机 APP 对擦窗机器人进行远程操控，区别于 WIFI，避免了擦窗机器人同时连接多用户冲突的问题； - 该机器人不止擦窗，还可较平缓的墙面当作爬墙机器人使用，用于进入和探索一些对人类不易接触或危险的环境，如矿井、天花板等，进行勘察和检查工作；也可用于救援与救助，帮助搜救人员获取关键信息或寻找被困者。
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▲ 作品展示
3、管道运输检测系统
参赛方向：嵌入式人工智能 团队名称：运输大队
本作品是一款设计新颖的管道运输检测系统，由检测子系统、运输子系统组成。检测子系统主要由流量计、流速计和水位计组成，基于STM32H750VBT6 主控芯片，用 NanoEdge AI Studio 对流量，流速，水位数据进行训练，以此来实现监测管道是否出现泄露，运输状态是否正常。运输子系统主要通过控制水泵与水阀的方式来对运载物进行运输。在参数查看和参数调整方面，项目分别使用阿里云平台、结合 TouchGFX 进行图形化显示的 STM32F746G -DISCO开发板和自制微信小程序，在PC端、线下端和手机端都能对系统的数据进行监控和控制，大大提高了运输管理效率。并且添加指纹打卡系统，使系统更加正规化。
主要创新点使用单管道系统，通过检测运输物质，实现一根管道运输多种物质功能； 该系统应用NanoEdge AI进行边缘人工智能开发，通过霍尔传感器和算法，实现了运输管道的实时跟踪检测的功能； 该系统应用 TouchGFX 开发 GUI 界面，使 GUI 界面交互方式更多，对数据图像的显示更流畅，能够直观的观察管道运输状态； 设计的管道运输系统是分为多个小结点，通过对每个小结管道监测，实现快速定位管道破损位置。
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▲ 作品展示
4、基于机器视觉的智能物流分拣系统
参赛方向：嵌入式人工智能 团队名称：萌鸡小队
本作品是基于STM32H7系列与OpenMV开发的智能物流系统，可提高物流管理的效率和精度。本系统是以STM32H723ZG为核心，借助Solidworks 软件进行小车机械结构的设计并利用 3D 打印平台进行实物打印，通过Keil 软件进行小车移动控制部分的程序设计，采用OpenMV机器视觉模块作为上位机与作为下位机的单片机通信。系统包括视觉模块、控制器模块、电机驱动模块、串口显示屏模块、漏斗运载模块、舵机翻转模块。
主要创新点 信息化：通过信息技术的应用，实现了物流活动的信息化管理，包括使用条码、RFID、传感器等技术来收集物流过程中的各种信息； 自动 化：利用自动化设备，如自动分拣机、自动搬运机器人、自动化仓库等，减少人工干预，提高操作效率和准确性； 网络化：智能物流系统通过网络连接，实现了物流信息的实时共享和传递，使得物流活动可以在更广泛的范围内进行协调和管理； 智能化：系统运用人工智能技术，如机器学习、深度学习、专家系统等，对物流数据进行智能分析，优化决策过程，实现智能调度和预测； 集成性：智能物流系统将物流、信息流、资金流等多种流程集成在一起，实现资源的最优配置和业务流程的协同； 可视化：通过 GIS（地理信息系统）、物流管理系统等，实现物流过程的可视化监控，便于管理者实时掌握物流状态； 实时性：利用物联网技术，智能物流系统能够实时采集和处理物流信息，快速响应市场需求和变化。
5、多功能栗壳巧剥机
参赛方向：嵌入式人工智能 团队名称：智控三队
本作品设计了一款基于STM32H7系列的多功能栗壳巧剥机，通过集成可伸缩刀片、离心电机、传送带、清洗烘干装置、压力传感器等关键部件，实现了板栗的自动化去壳、清洗、烘干、称重和包装；并具有人机交互界面，实现了对设备的实时监控和参数设置。
系统调试结果显示，该一体机的板栗去壳率和清洗率均达到 90%以上，称重包装误差率控制在 2%以内，满足了工业生产的需求。此外，还对设备的稳定性进行了长期测试，证明了其在实际应用中的可靠性。
主要创新点 ![]()
▲ 作品展示
*免责声明：本文所有视频及作品简介均来自2024第七届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛应用赛道学生提交的参赛作品展示，由学生自行制作。意法半导体展示获奖作品内容仅为展示参赛者作品，为开发者带来更多创意启发，并已征得主办方同意。意法半导体不承担作品展示内容或视频字体的相关法律责任。如有异议，请联系STM32客服沟通（微信号：STM32_01）。
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