《ESP32-S3使用指南—IDF版 V1.6》第六十一章 二维码识别实验

第六十一章 二维码识别实验

1）实验平台：正点原子DNESP32S3开发板

2）章节摘自【正点原子】ESP32-S3使用指南—IDF版 V1.6

3）购买链接：https://detail.tmall.com/item.htm?&id=768499342659

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/esp32/ATK-DNESP32S3.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子DNESP32S3开发板技术交流群：132780729

乐鑫ESP-WHO二维码识别是乐鑫公司推出的二维码识别技术。该技术通过特定的算法和程序，可以快速、准确地识别二维码，读取其中的数据并进行相应的处理。本章，我们使用乐鑫AI库来实现二维码识别功能。
本章分为如下几个部分：
61.1 硬件设计
61.2 软件设计
61.3 下载验证

61.1 硬件设计

1.例程功能
本章实验功能简介：使用乐鑫官方的ESP32-WHO AI库对OV2640和OV5640摄像头输出的数据进行二维码识别。

2.硬件资源
1）LED灯
LED-IO1
2）XL9555
IIC_INT-IO0（需在P5连接IO0）
IIC_SDA-IO41
IIC_SCL-IO42
3）SPILCD
CS-IO21
SCK-IO12
SDA-IO11
DC-IO40（在P5端口，使用跳线帽将IO_SET和LCD_DC相连）
PWR- IO1_3（XL9555）
RST- IO1_2（XL9555）
4）CAMERA
OV_SCL-IO38
OV_SDA- IO39
VSYNC- IO47
HREF- IO48
PCLK- IO45
D0- IO4
D1- IO5
D2- IO6
D3- IO7
D4- IO15
D5- IO16
D6- IO17
D7- IO18
RESET-IO0_5（XL9555）
PWDN-IO0_4（XL9555）

3.原理图
本章实验使用的KPU为ESP32-S3的内部资源，因此并没有相应的连接原理图。

61.2 软件设计
61.2.1 程序流程图
程序流程图能帮助我们更好的理解一个工程的功能和实现的过程，对学习和设计工程有很好的主导作用。下面看看本实验的程序流程图：

图61.2.1.1 程序流程图

61.2.2 程序解析
在本章节中，我们将重点关注两个文件：esp_qr_detection.cpp和esp_qr_detection.hpp。其中，esp_qr_detection.hpp主要声明了esp_qr_detection函数，其内容相对简单，因此我们暂时不作详细解释。本章节的核心关注点是esp_qr_detection.cpp文件中的函数。
接下来，我们将详细解析esp_qr_detection_ai_strat函数的工作原理。

TaskHandle_t camera_task_handle;
QueueHandle_t xQueueAIFrameO = NULL;

/**
 * @brief       二维码识别
 * @param       camera_frame：图像指针
 * @retval      无
 */
extern "C" void esp_qr_scanner(camera_fb_t *camera_frame)
{
    esp_image_scanner_t *esp_scn = esp_code_scanner_create();
esp_code_scanner_config_t config = {ESP_CODE_SCANNER_MODE_FAST,
                                  ESP_CODE_SCANNER_IMAGE_RGB565,
                                 camera_frame->width, camera_frame->height};
    esp_code_scanner_set_config(esp_scn, config);
    int decoded_num = esp_code_scanner_scan_image(esp_scn, camera_frame->buf);

    if (decoded_num)
    {
        dl::image::draw_filled_rectangle((uint16_t *)camera_frame->buf,
                                          camera_frame->height, 
camera_frame->width, 0, 0, 20, 20);
        esp_code_scanner_symbol_t result = esp_code_scanner_result(esp_scn);
        printf("Decoded %s symbol \"%s\"\n", result.type_name, result.data);
    }
    
    esp_code_scanner_destroy(esp_scn);
}

/**
 * @brief       摄像头图像数据获取任务
 * @param       arg：未使用
 * @retval      无
 */
static void esp_camera_process_handler(void *arg)
{
    arg = arg;
    camera_fb_t *camera_frame = NULL;

    while (1)
    {
        /* 获取摄像头图像 */
        camera_frame = esp_camera_fb_get();

        if (camera_frame)
        {
            /* 二维码识别 */
            esp_qr_scanner(camera_frame);
            /* 以队列的形式发送 */
            xQueueSend(xQueueAIFrameO, &camera_frame, portMAX_DELAY);
        }
    }
}

/**
 * @brief       AI图像数据开启
 * @param       无
 * @retval      1：创建任务及队列失败；0：创建任务及对了成功
 */
uint8_t esp_qr_detection_ai_strat(void)
{
    /* 创建队列及任务 */
    xQueueAIFrameO = xQueueCreate(5, sizeof(camera_fb_t *));
xTaskCreatePinnedToCore(esp_camera_process_handler,
                        "esp_camera_process_handler", 4 * 1024, 
NULL, 5, &camera_task_handle, 1);
    
    if (xQueueAIFrameO != NULL 
        || camera_task_handle != NULL)
    {
        return 0;
    }

    return 1;
}

在上述源码中，我们首先创建了一个消息队列和一个AI处理任务。消息队列用于传输图像数据，而AI处理任务则负责获取图像数据并进行二维码识别。如果识别成功，串口将打印成功的内容；如果识别失败，串口将打印失败的内容。最后，我们使用消息队列将当前图像数据传输至LCD进行显示。

61.3 下载验证
程序下载成功后，如果在检测过程中发现二维码，该系统会对当前二维码进行解码，并把解码内容以串口形式输出。另外，当检测二维码时，图像左上角显示蓝色矩形弹出，如下图。

图61.3.1 二维码识别效果图