17年电赛那个题目，常用的解决方案是把摄像头放在上面，而且小球只在平板上进行二维运动。这个项目是把摄像头放在了透明玻璃的下面，小球的高度和和摄像头采集的小球图像大小成比例关系，在二维运动的基础上升级为了三维立体运动。

 

这是一个基于步进电机 + Teensy 4.0 + OpenCV实现的乒乓球控制系统，整个项目实现原理的框图如下：

 

主要分为上位机和下位机，上位机是通过摄像头采集的图像，使用OpenCV算法进行图像处理，计算出小球的三维位置，然后通过PID算法，计算出每个步进电机所需要运动的角度，然后通过串行总线把数据发送给下位机Teensy开发板，开发板根据上位机发来的数据，解析出4个步进电机所需的角度，然后通过PWM输出脉冲信号给驱动。

 

主要元器件

• 1块Teensy 4.0开发板，主频600MHz，基于i.MX RT1060，可以使用Arduino开发。

• 1个 DM442S 步进电机驱动器，可同时驱动4路步进电机

• 4个Nema 17 42步进电机

• 1个48V 8A的电源

• 1个高分辨率的See3CAM_CU135摄像头

• 1台安装OpenCV的Windows电脑主机

Teensy 4.0开发板，使用NXP RT1062，可以当做Arduino来使用。

 

所使用到的步进电机和驱动器。

 

3D打印的五金零部件。

 

 

组装效果。