程序员经验分享-hwhale

2022年电赛E题声源定位跟踪系统

2023-05-16

我们组本来是奔着视觉题去的，可是到比赛的时候突然发现好像就无人机比较合适，但是我们都没玩过无人机，本想转战小车，可是材料突然发现要两辆小车，材料也不够来不及买，于是我们就选了声源这道题，但是从来没有接触到这方面，最离谱的是刚开始我意会错题目，还想上摄像头和激光雷达哈哈哈哈。

 

 

之后我们就选用了k210的麦克风阵列来玩玩，还好之前有接触过，本想自己组装奈何实力不够，只能用现成的模块。

第一天我们试了网上的开源代码，发现这个阵列模块太容易受干扰了，于是我们组想先在k210阵列收音滤波后再转stm32控制舵机。代码如下，这个代码也可以直接k210接舵机使用，但是我们发现效果不佳。

from Maix import MIC_ARRAY as mic
from Maix import GPIO
import lcd,time,image
import math
import utime
from Maix import GPIO
from board import board_info
from fpioa_manager import fm
from machine import Timer,PWM
import time
#导入 FFT 模块

#输入时域数据（例如音频数据）并进行 FFT 运算
#res = FFT.run(data, points, shift)
###!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!注意注意注意！！！！！！！这些字一定要读！！！！！！！！！！
###!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!注意注意注意！！！！！！！！！！！！！！！！！！
###!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!注意注意注意！！！！！！！！！！！！！！！！！！
##########################################################################
##角度只取了阵列上字母s方向的五个RGB灯珠，大概60°，覆盖赛道，所以你的声源超过这个范围系统是不会反应的#############
##############距离只能在比赛规定场地测算，注意声源和系统垂直距离是275cm（D区中间）##################################
#########舵机口17，舵机我用的是270°舵机#######红外是1口，用HY.value(0)控制引脚高低电平#################################################
################你如果是180°舵机，需要把109行左右的Servo(S1,-Angle*0.666)中的0.666删掉#########################################
mic.init()#默认配置
lcd.init()   #320*240
#mic.init(i2s_d0=34, i2s_d1=8, i2s_d2=33, i2s_d3=9, i2s_ws=32, i2s_sclk=10,\
            #sk9822_dat=7, sk9822_clk=35)#可自定义配置 IO
io_led_red = 1
fm.register(io_led_red, fm.fpioa.GPIO0)#配置红外的GPIO
HY=GPIO(GPIO.GPIO0, GPIO.OUT)

fm.register(0, fm.fpioa.GPIO1)#配置两个开关的GPIO   是0和2脚 01是第二题 10第三题 11第四题
KG0=GPIO(GPIO.GPIO1, GPIO.IN, GPIO.PULL_DOWN)
                                                 #建议拿第四题测试
fm.register(2, fm.fpioa.GPIO2)#配置两个开关的GPIO   是0和2脚 01是第二题 10第三题 11第四题
KG1=GPIO(GPIO.GPIO2, GPIO.IN, GPIO.PULL_DOWN)
#KG0.value(1)
#image.font_load(image.UTF8, 16, 16, '/sd/0xA00000_font_uincode_16_16_tblr.Dzk')
#image.font_load(image.UTF8, 16, 16, 0xA00000)   #加载字库
tim = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, mode=Timer.MODE_PWM)
S1 = PWM(tim, freq=50, duty=0, pin=17)#舵机初始化

num=0
num2=0
Angle_LB = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
t=0
t1=0
t2=0
maxnum=0
minnum=0
jiaodu=0
Angle_last=0
b=[3,1,2,5,6]
i=100
a=[]
Biaozhi2=0    #函数2标志位
cishu=0
pid=0
err=0
JD=0
#以上变量都是给函数用的工具人，不用调用或者读取，没用

##########################卡尔曼##############################
KF_lastP=0.1  #上次的协方差
KF_nowP=0   #本次的协方差
KF_x_hat=0     #卡尔曼滤波的计算值，即为后验最优值
KF_Kg=0        #卡尔曼增益系数
KF_Q=0         #过程噪声
KF_R=0.01         #测量噪声
##################################################卡尔曼##########################
def Kalman_Filter(value):
    global KF_lastP        #上次的协方差
    global KF_nowP         #本次的协方差
    global KF_x_hat        #卡尔曼滤波的计算值，即为后验最优值
    global KF_Kg           #卡尔曼增益系数
    global KF_Q            #过程噪声
    global KF_R            #测量噪声
    output=0        #output为卡尔曼滤波计算值
    x_t=KF_x_hat    #当前先验预测值 = 上一次最优值
    KF_nowP=KF_lastP+KF_Q       #本次的协方差矩阵
    KF_Kg=KF_nowP/(KF_nowP+KF_R)#卡尔曼增益系数计算
    output=x_t+KF_Kg*(value-x_t)#当前最优值
    KF_x_hat=output     #更新最优值
    KF_lastP=(1-KF_Kg)*KF_nowP#更新协方差矩阵
    return output

##############################函数0###############################################
def get_med(jiaodu,cs):
    global a
    global num2
    a.append(jiaodu)
    if num2==(cs-1) :
        num2=0
        for j in range(1,len(a)):
            for i in range(len(a)-1):
                if a[i] > a[i+1]:
                    a[i], a[i+1] = a[i+1],a[i]
        t2=a[int((cs-1)/2)]
        a=[]      #清空，准备下一次测量
        return t2

    else :
        num2+=1
        return 1000

##############################函数1###############################################
def get_LB(jd,cs):       #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级要大于2，越高越慢，返回滤波后的数据
    global Angle_LB
    global num
    global minnum
    global jiaodu
    global maxnum
    Angle_LB[num]=jd
    if Angle_LB[num]>Angle_LB[maxnum] : maxnum=num  #取最大最小值的位号
    if Angle_LB[num]<Angle_LB[minnum] : minnum=num


    if num==cs:
       Angle_LB[maxnum]=0                          #去掉最大值最小值
       Angle_LB[minnum]=0
       for i in range(cs):
           jiaodu+=Angle_LB[i]
       jiaodu/=(cs-1)
       num=0
       maxnum=0
       minnum=0
       return int(jiaodu)
    else:
        num+=1
        return 1000
##############################函数2##########舵机函数###############################
def Servo(servo,angle):
    S1.duty((angle+90)/180*10+2.5)
##############################函数3######第四题函数###############################
def get_mic_dir4():
    global Angle_LB
    global Angle_last
    global pid
    global JD
    AngleX=0
    AngleY=0
    AngleR=0
    Angle=0
    AngleAddPi=0
    Juli=0
    mic_list=[]
    imga = mic.get_map()    # 获取声音源分布图像(返回声源黑白位图)
    b = mic.get_dir(imga)   # 计算、获取声源方向(从声源位图计算声源方向 返回12个强度值 对应12个LED灯)
    #print(b[0],b[1],b[2],b[10],b[11])

    for i in range(len(b)):
        if b[i]>=0:
            AngleX+= b[i] * math.sin(i * math.pi/6)
            AngleY+= b[i] * math.cos(i * math.pi/6)
    AngleX=round(AngleX,6) #计算坐标转换值
    AngleY=round(AngleY,6)
    if AngleY<0:AngleAddPi=180
    if AngleX<0 and AngleY > 0:AngleAddPi=360
    if AngleX!=0 or AngleY!=0: #参数修正
        if AngleY==0:
            Angle=90 if AngleX>0 else 270 #填补X轴角度
        else:
            Angle=AngleAddPi+round(math.degrees(math.atan(AngleX/AngleY)),4) #计算角度



        if (Angle>0 and Angle<45)or (Angle>315 and Angle<360):



                if Angle>315 and Angle<360:             #处理315-360的角度值
                    Angle=Angle-360

                Angle=Angle_last*0.1+ Angle*0.9      #低通滤波

                t=get_LB(Angle,3)           #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级，越高越慢，返回滤波后的数据


                if t !=1000 :
                    #t1=get_med(t,3)    #再取中位数
                    #if t1 !=1000 :
                    if t>30 : t=30
                    if t<-30 : t=-30
                    Angle=t
                    Kalman_Filter(Angle)
                    Angle_last=Angle
                    lcd.draw_string(60, 200, "Angle: " + str(-Angle), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                    lcd.draw_string(60, 180, "Distance: " + str(275/math.cos(-Angle*math.pi/180)), lcd.BLUE, lcd.BLACK)

                    #Servo(S1,-pid*0.666)       #控制270°舵机，180°把0.666删除
                    lcd.fill_rectangle(251,10, 25, 225, (0, 0, 0))    #清空右边的区域
                    lcd.fill_rectangle(251,int(108+math.tan(Angle*math.pi/180)*167), 15, 15, (0, 255,200))#角度位置实时
                    JD=Angle


        AngleR=round(math.sqrt(AngleY*AngleY+AngleX*AngleX),4) #计算强度
        mic_list.append(AngleX)     #X坐标
        mic_list.append(AngleY)     #Y坐标
        mic_list.append(AngleR)     #强度
        mic_list.append(Angle)      #角度

        #Juli=2.5/math.cos(Angle)
        #mic_list.append(Juli)
        #print(Juli)
    a = mic.set_led(b,(10,10,0))# 配置 RGB LED 颜色值   （从计算的声源方向设置点亮对应的LED灯）
    #lcd.display(0,color=(255,0,0))
    #img1=draw_line(100,0,100,240,color=(255,0,0))
    #lcd.display(img1)

    #lcd._line(150,0,150,240,color=(255,0,0))
    #img.draw_rectangle((30,30,50,50), color = (255, 0, 0))


    return mic_list #返回列表，X坐标，Y坐标，强度，角度
##############################函数3######第三题函数###############################
def get_mic_dir3():
    global Angle_LB
    global Angle_last
    global cishu
    AngleX=0
    AngleY=0
    AngleR=0
    Angle=0
    AngleAddPi=0
    Juli=0
    mic_list=[]
    imga = mic.get_map()    # 获取声音源分布图像(返回声源黑白位图)
    b = mic.get_dir(imga)   # 计算、获取声源方向(从声源位图计算声源方向 返回12个强度值 对应12个LED灯)
    #print(b[0],b[1],b[2],b[10],b[11])
    cishu+=1   #判断进入函数的次数
    if cishu==1 :
        HY.value(1)              # 第一次设置红外地线高电平，关闭红外
    for i in range(len(b)):
        if b[i]>=2:
            AngleX+= b[i] * math.sin(i * math.pi/6)
            AngleY+= b[i] * math.cos(i * math.pi/6)
    AngleX=round(AngleX,6) #计算坐标转换值
    AngleY=round(AngleY,6)
    if AngleY<0:AngleAddPi=180
    if AngleX<0 and AngleY > 0:AngleAddPi=360
    if AngleX!=0 or AngleY!=0: #参数修正
        if AngleY==0:
            Angle=90 if AngleX>0 else 270 #填补X轴角度
        else:
            Angle=AngleAddPi+round(math.degrees(math.atan(AngleX/AngleY)),4) #计算角度



        if (Angle>0 and Angle<45)or (Angle>315 and Angle<360):

                if Angle>315 and Angle<360:             #处理330-360的角度值
                    #if Angle<340 : Angle=Angle-5
                    Angle=Angle-360
                #if Angle>10 and Angle<45:
                    #Angle=Angle+10
                Angle=Angle_last*0.1+ Angle*0.9      #低通滤波

                t=get_LB(Angle,10)           #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级，越高越慢，返回滤波后的数据


                if t !=1000 :
                    t1=get_med(t,3)    #再取中位数
                    if t1 !=1000 :
                        if t1>30 : t1=30
                        if t1<-30 : t1=-30
                        Angle=t1
                        Angle_last=Angle
                        HY.value(0)              # 设置红外地线低电平，开启红外
                        lcd.draw_string(60, 200, "Angle: " + str(-Angle), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        lcd.draw_string(60, 180, "Distance: " + str(275/math.cos(-Angle*math.pi/180)), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        #距离只能在比赛规定场地测算，注意声源和系统垂直距离是275cm（D区中间）

                        Servo(S1,-Angle*0.666)       #控制270°舵机，180°把0.75删除
                        lcd.fill_rectangle(251,10, 25, 225, (0, 0, 0))    #清空右边的区域
                        lcd.fill_rectangle(251,int(108+math.tan(Angle*math.pi/180)*165), 15, 15, (0, 255,200))#角度位置实时



        AngleR=round(math.sqrt(AngleY*AngleY+AngleX*AngleX),4) #计算强度
        mic_list.append(AngleX)     #X坐标
        mic_list.append(AngleY)     #Y坐标
        mic_list.append(AngleR)     #强度
        mic_list.append(Angle)      #角度

        #Juli=2.5/math.cos(Angle)
        #mic_list.append(Juli)
        #print(Juli)
    a = mic.set_led(b,(10,10,0))# 配置 RGB LED 颜色值   （从计算的声源方向设置点亮对应的LED灯）
    #lcd.display(0,color=(255,0,0))
    #img1=draw_line(100,0,100,240,color=(255,0,0))
    #lcd.display(img1)

    #lcd._line(150,0,150,240,color=(255,0,0))
    #img.draw_rectangle((30,30,50,50), color = (255, 0, 0))


    return mic_list #返回列表，X坐标，Y坐标，强度，角度

##############################函数5###############################################
def get_mic_dir2():   ######################第二题函数
    global Angle_LB
    global Angle_last
    AngleX=0
    AngleY=0
    AngleR=0
    Angle=0
    AngleAddPi=0
    Juli=0
    mic_list=[]
    imga = mic.get_map()    # 获取声音源分布图像(返回声源黑白位图)
    b = mic.get_dir(imga)   # 计算、获取声源方向(从声源位图计算声源方向 返回12个强度值 对应12个LED灯)
    #print(b[0],b[1],b[2],b[10],b[11])
    Servo(S1,0)       #控制270°舵机保持中立
    HY.value(1)              # 设置红外地线高电平，关闭红外
    for i in range(len(b)):
        if b[i]>=2:
            AngleX+= b[i] * math.sin(i * math.pi/6)
            AngleY+= b[i] * math.cos(i * math.pi/6)
    AngleX=round(AngleX,6) #计算坐标转换值
    AngleY=round(AngleY,6)
    if AngleY<0:AngleAddPi=180
    if AngleX<0 and AngleY > 0:AngleAddPi=360
    if AngleX!=0 or AngleY!=0: #参数修正
        if AngleY==0:
            Angle=90 if AngleX>0 else 270 #填补X轴角度
        else:
            Angle=AngleAddPi+round(math.degrees(math.atan(AngleX/AngleY)),4) #计算角度



        if (Angle>0 and Angle<45)or (Angle>315 and Angle<360):



                if Angle>315 and Angle<360:             #处理330-360的角度值
                    if Angle<330 : Angle=Angle-9
                    Angle=Angle-350
                #Angle=Angle_last*0.3+ Angle*0.7      #低通滤波

                t=get_LB(Angle,5)           #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级，越高越慢，返回滤波后的数据


                if t !=1000 :
                    t1=get_med(t,3)    #再取中位数
                    if t1 !=1000 :
                        if t1>30 : t1=30
                        if t1<-30 : t1=-30
                        Angle=t1
                        Angle_last=Angle
                        lcd.draw_string(60, 200, "Angle: " + str(-Angle), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        lcd.draw_string(60, 180, "Distance: " + str(275/math.cos(-Angle*math.pi/180)), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        #距离只能在比赛规定场地测算，注意声源和系统垂直距离是275cm（D区中间）


                        lcd.fill_rectangle(251,10, 25, 225, (0, 0, 0))    #清空右边的区域
                        lcd.fill_rectangle(251,int(108+math.tan(Angle*math.pi/180)*165), 15, 15, (0, 255,200))#角度位置实时
                        #Biaozhi2=1   #等于1就不会再进入该函数了


        AngleR=round(math.sqrt(AngleY*AngleY+AngleX*AngleX),4) #计算强度
        mic_list.append(AngleX)     #X坐标
        mic_list.append(AngleY)     #Y坐标
        mic_list.append(AngleR)     #强度
        mic_list.append(Angle)      #角度

        #Juli=2.5/math.cos(Angle)
        #mic_list.append(Juli)
        #print(Juli)
    a = mic.set_led(b,(10,10,0))# 配置 RGB LED 颜色值   （从计算的声源方向设置点亮对应的LED灯）
    #lcd.display(0,color=(255,0,0))
    #img1=draw_line(100,0,100,240,color=(255,0,0))
    #lcd.display(img1)

    #lcd._line(150,0,150,240,color=(255,0,0))
    #img.draw_rectangle((30,30,50,50), color = (255, 0, 0))


    return mic_list #返回列表，X坐标，Y坐标，强度，角度
################################下面是只运行一次的程序###############################
lcd.fill_rectangle(46,5, 230, 4, (255, 0, 0))    #上边线
lcd.fill_rectangle(46,5, 4, 230, (255, 0, 0))    #左边线
lcd.fill_rectangle(46,235, 230, 4, (255, 0, 0))    #下边线
lcd.fill_rectangle(276,5, 4, 234, (255, 0, 0))   #右边线
lcd.fill_rectangle(237,5, 4, 234, (255, 0, 0))    #右边线2

lcd.fill_rectangle(0,77, 47, 4, (255, 0, 0))    #左区域上边线
lcd.fill_rectangle(0,154, 47, 4, (255, 0, 0))    #左区域下边线
lcd.fill_rectangle(0,77, 4, 77, (255, 0, 0))    #左区域左边线
#img.draw_string(20, 60, b'你好，世界', scale=1, color=(0,0,255), x_spacing=2, mono_space=1)


##############################主循环，###############################################
#这里因为我的2引脚有问题，下拉不了，如果你的引脚初始电平是0，就不用(~KG1.value()+2)这个处理了
#可以直接用KG1.value()==1来判断，如果有问题，就把这几个if删掉，保留第四题中的函数，程序才能跑
while True:
   #引脚0和2的电平是01代表第二题，且第二题只会进行一次，返回一个值在屏幕
    #if (KG0.value()==0)and((~KG1.value()+2)==1) :
       #get_mic_dir2()
                                     ##引脚0和2的电平是10代表第三题
    #if (KG0.value()==1)and((~KG1.value()+2)==0) :
       #get_mic_dir3()
                                     ###引脚0和2的电平是11代表第四题
    #if (KG0.value()==1)and((~KG1.value()+2)==1) :
       get_mic_dir4()
       err=JD-pid           #简易PID控制舵机
       pid+=err*0.1
       Servo(S1,-pid*0.666)       #控制270°舵机，180°把0.666删除

    #print(KG0.value(),(~KG1.value()+2))
    #get_mic_dir()
    #time.sleep_ms(1)

第二天我们组装麦克风阵列和云台开始调试。代码如下最后发现还是定点还是会有很大的误差，时准时不准。代码更改如下

from Maix import MIC_ARRAY as mic
from Maix import GPIO
import lcd,time,image
import math
import utime
from Maix import GPIO
from board import board_info
from fpioa_manager import fm
from machine import Timer,PWM
import time
#导入 FFT 模块

#输入时域数据（例如音频数据）并进行 FFT 运算
#res = FFT.run(data, points, shift)
###!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!注意注意注意！！！！！！！这些字一定要读！！！！！！！！！！
###!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!注意注意注意！！！！！！！！！！！！！！！！！！
###!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!注意注意注意！！！！！！！！！！！！！！！！！！
##########################################################################
##角度只取了阵列上字母s方向的五个RGB灯珠，大概60°，覆盖赛道，所以你的声源超过这个范围系统是不会反应的#############
##############距离只能在比赛规定场地测算，注意声源和系统垂直距离是275cm（D区中间）##################################
#########舵机口17，舵机我用的是270°舵机#######红外是1口，用HY.value(0)控制引脚高低电平#################################################
################你如果是180°舵机，需要把109行左右的Servo(S1,-Angle*0.666)中的0.666删掉#########################################
mic.init(i2s_d0=23, i2s_d1=22, i2s_d2=21, i2s_d3=20, i2s_ws=19, i2s_sclk=18, sk9822_dat=24, sk9822_clk=25)
lcd.init()   #320*240
#mic.init(i2s_d0=34, i2s_d1=8, i2s_d2=33, i2s_d3=9, i2s_ws=32, i2s_sclk=10,\
            #sk9822_dat=7, sk9822_clk=35)#可自定义配置 IO
io_led_red = 1
fm.register(io_led_red, fm.fpioa.GPIO0)#配置红外的GPIO
HY=GPIO(GPIO.GPIO0, GPIO.OUT)

fm.register(0, fm.fpioa.GPIO1)#配置两个开关的GPIO   是0和2脚 01是第二题 10第三题 11第四题
KG0=GPIO(GPIO.GPIO1, GPIO.IN, GPIO.PULL_DOWN)
                                                 #建议拿第四题测试
fm.register(2, fm.fpioa.GPIO2)#配置两个开关的GPIO   是0和2脚 01是第二题 10第三题 11第四题
KG1=GPIO(GPIO.GPIO2, GPIO.IN, GPIO.PULL_DOWN)
#KG0.value(1)
#image.font_load(image.UTF8, 16, 16, '/sd/0xA00000_font_uincode_16_16_tblr.Dzk')
#image.font_load(image.UTF8, 16, 16, 0xA00000)   #加载字库
tim = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, mode=Timer.MODE_PWM)
S1 = PWM(tim, freq=50, duty=0, pin=17)#舵机初始化

num=0
num2=0
Angle_LB = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
t=0
t1=0
t2=0
maxnum=0
minnum=0
jiaodu=0
Angle_last=0
b=[3,1,2,5,6]
i=100
a=[]
Biaozhi2=0    #函数2标志位
cishu=0
pid=0
err=0
JD=0
#以上变量都是给函数用的工具人，不用调用或者读取，没用

##########################卡尔曼##############################
KF_lastP=0.1  #上次的协方差
KF_nowP=0   #本次的协方差
KF_x_hat=0     #卡尔曼滤波的计算值，即为后验最优值
KF_Kg=0        #卡尔曼增益系数
KF_Q=0         #过程噪声
KF_R=0.01         #测量噪声
##################################################卡尔曼##########################
def Kalman_Filter(value):
    global KF_lastP        #上次的协方差
    global KF_nowP         #本次的协方差
    global KF_x_hat        #卡尔曼滤波的计算值，即为后验最优值
    global KF_Kg           #卡尔曼增益系数
    global KF_Q            #过程噪声
    global KF_R            #测量噪声
    output=0        #output为卡尔曼滤波计算值
    x_t=KF_x_hat    #当前先验预测值 = 上一次最优值
    KF_nowP=KF_lastP+KF_Q       #本次的协方差矩阵
    KF_Kg=KF_nowP/(KF_nowP+KF_R)#卡尔曼增益系数计算
    output=x_t+KF_Kg*(value-x_t)#当前最优值
    KF_x_hat=output     #更新最优值
    KF_lastP=(1-KF_Kg)*KF_nowP#更新协方差矩阵
    return output

##############################函数0###############################################
def get_med(jiaodu,cs):
    global a
    global num2
    a.append(jiaodu)
    if num2==(cs-1) :
        num2=0
        for j in range(1,len(a)):
            for i in range(len(a)-1):
                if a[i] > a[i+1]:
                    a[i], a[i+1] = a[i+1],a[i]
        t2=a[int((cs-1)/2)]
        a=[]      #清空，准备下一次测量
        return t2

    else :
        num2+=1
        return 1000

##############################函数1###############################################
def get_LB(jd,cs):       #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级要大于2，越高越慢，返回滤波后的数据
    global Angle_LB
    global num
    global minnum
    global jiaodu
    global maxnum
    Angle_LB[num]=jd
    if Angle_LB[num]>Angle_LB[maxnum] : maxnum=num  #取最大最小值的位号
    if Angle_LB[num]<Angle_LB[minnum] : minnum=num


    if num==cs:
       Angle_LB[maxnum]=0                          #去掉最大值最小值
       Angle_LB[minnum]=0
       for i in range(cs):
           jiaodu+=Angle_LB[i]
       jiaodu/=(cs-1)
       num=0
       maxnum=0
       minnum=0
       return int(jiaodu)
    else:
        num+=1
        return 1000
##############################函数2##########舵机函数###############################
def Servo(servo,angle):
    S1.duty((angle+90)/180*10+2.5)
##############################函数3######第四题函数###############################
def get_mic_dir4():
    global Angle_LB
    global Angle_last
    global pid
    global JD
    AngleX=0
    AngleY=0
    AngleR=0
    Angle=0
    AngleAddPi=0
    Juli=0
    mic_list=[]
    imga = mic.get_map()    # 获取声音源分布图像(返回声源黑白位图)
    b = mic.get_dir(imga)   # 计算、获取声源方向(从声源位图计算声源方向 返回12个强度值 对应12个LED灯)
    #print(b[0],b[1],b[2],b[10],b[11])

    for i in range(len(b)):
        if b[i]>=0:
            AngleX+= b[i] * math.sin(i * math.pi/6)
            AngleY+= b[i] * math.cos(i * math.pi/6)
    AngleX=round(AngleX,6) #计算坐标转换值
    AngleY=round(AngleY,6)
    if AngleY<0:AngleAddPi=180
    if AngleX<0 and AngleY > 0:AngleAddPi=360
    if AngleX!=0 or AngleY!=0: #参数修正
        if AngleY==0:
            Angle=90 if AngleX>0 else 270 #填补X轴角度
        else:
            Angle=AngleAddPi+round(math.degrees(math.atan(AngleX/AngleY)),4) #计算角度



        if (Angle>0 and Angle<45)or (Angle>315 and Angle<360):



                if Angle>315 and Angle<360:             #处理315-360的角度值
                    Angle=Angle-360

                Angle=Angle_last*0.1+ Angle*0.9      #低通滤波+

                t=get_LB(Angle,3)           #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级，越高越慢，返回滤波后的数据


                if t !=1000 :
                    #t1=get_med(t,3)    #再取中位数
                    #if t1 !=1000 :
                    if t>30 : t=30
                    if t<-30 : t=-30
                    Angle=t
                    Kalman_Filter(Angle)
                    Angle_last=Angle
                    lcd.draw_string(60, 200, "Angle: " + str(-Angle), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                    lcd.draw_string(60, 180, "Distance: " + str(275/math.cos(-Angle*math.pi/180)), lcd.BLUE, lcd.BLACK)

                    #Servo(S1,-pid*0.666)       #控制270°舵机，180°把0.666删除
                    lcd.fill_rectangle(251,10, 25, 225, (0, 0, 0))    #清空右边的区域
                    lcd.fill_rectangle(251,int(108+math.tan(Angle*math.pi/180)*167), 15, 15, (0, 255,200))#角度位置实时
                    JD=Angle


        AngleR=round(math.sqrt(AngleY*AngleY+AngleX*AngleX),4) #计算强度
        mic_list.append(AngleX)     #X坐标
        mic_list.append(AngleY)     #Y坐标
        mic_list.append(AngleR)     #强度
        mic_list.append(Angle)      #角度

        #Juli=2.5/math.cos(Angle)
        #mic_list.append(Juli)
        #print(Juli)
    a = mic.set_led(b,(10,10,0))# 配置 RGB LED 颜色值   （从计算的声源方向设置点亮对应的LED灯）
    #lcd.display(0,color=(255,0,0))
    #img1=draw_line(100,0,100,240,color=(255,0,0))
    #lcd.display(img1)

    #lcd._line(150,0,150,240,color=(255,0,0))
    #img.draw_rectangle((30,30,50,50), color = (255, 0, 0))


    return mic_list #返回列表，X坐标，Y坐标，强度，角度
##############################函数3######第三题函数###############################
def get_mic_dir3():
    global Angle_LB
    global Angle_last
    global cishu
    AngleX=0
    AngleY=0
    AngleR=0
    Angle=0
    AngleAddPi=0
    Juli=0
    mic_list=[]
    imga = mic.get_map()    # 获取声音源分布图像(返回声源黑白位图)
    b = mic.get_dir(imga)   # 计算、获取声源方向(从声源位图计算声源方向 返回12个强度值 对应12个LED灯)
    #print(b[0],b[1],b[2],b[10],b[11])
    cishu+=1   #判断进入函数的次数
    if cishu==1 :
        HY.value(1)              # 第一次设置红外地线高电平，关闭红外
    for i in range(len(b)):
        if b[i]>=2:
            AngleX+= b[i] * math.sin(i * math.pi/6)
            AngleY+= b[i] * math.cos(i * math.pi/6)
    AngleX=round(AngleX,6) #计算坐标转换值
    AngleY=round(AngleY,6)
    if AngleY<0:AngleAddPi=180
    if AngleX<0 and AngleY > 0:AngleAddPi=360
    if AngleX!=0 or AngleY!=0: #参数修正
        if AngleY==0:
            Angle=90 if AngleX>0 else 270 #填补X轴角度
        else:
            Angle=AngleAddPi+round(math.degrees(math.atan(AngleX/AngleY)),4) #计算角度



        if (Angle>0 and Angle<45)or (Angle>315 and Angle<360):

                if Angle>315 and Angle<360:             #处理330-360的角度值
                    #if Angle<340 : Angle=Angle-5
                    Angle=Angle-360
                #if Angle>10 and Angle<45:
                    #Angle=Angle+10
                Angle=Angle_last*0.1+ Angle*0.9      #低通滤波

                t=get_LB(Angle,10)           #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级，越高越慢，返回滤波后的数据


                if t !=1000 :
                    t1=get_med(t,3)    #再取中位数
                    if t1 !=1000 :
                        if t1>30 : t1=30
                        if t1<-30 : t1=-30
                        Angle=t1
                        Angle_last=Angle
                        HY.value(0)              # 设置红外地线低电平，开启红外
                        lcd.draw_string(60, 200, "Angle: " + str(-Angle), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        lcd.draw_string(60, 180, "Distance: " + str(275/math.cos(-Angle*math.pi/180)), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        #距离只能在比赛规定场地测算，注意声源和系统垂直距离是275cm（D区中间）

                        Servo(S1,-Angle*0.666)       #控制270°舵机，180°把0.75删除
                        lcd.fill_rectangle(251,10, 25, 225, (0, 0, 0))    #清空右边的区域
                        lcd.fill_rectangle(251,int(108+math.tan(Angle*math.pi/180)*165), 15, 15, (0, 255,200))#角度位置实时



        AngleR=round(math.sqrt(AngleY*AngleY+AngleX*AngleX),4) #计算强度
        mic_list.append(AngleX)     #X坐标
        mic_list.append(AngleY)     #Y坐标
        mic_list.append(AngleR)     #强度
        mic_list.append(Angle)      #角度

        #Juli=2.5/math.cos(Angle)
        #mic_list.append(Juli)
        #print(Juli)
    a = mic.set_led(b,(10,10,0))# 配置 RGB LED 颜色值   （从计算的声源方向设置点亮对应的LED灯）
    #lcd.display(0,color=(255,0,0))
    #img1=draw_line(100,0,100,240,color=(255,0,0))
    #lcd.display(img1)

    #lcd._line(150,0,150,240,color=(255,0,0))
    #img.draw_rectangle((30,30,50,50), color = (255, 0, 0))


    return mic_list #返回列表，X坐标，Y坐标，强度，角度

##############################函数5###############################################
def get_mic_dir2():   ######################第二题函数
    global Angle_LB
    global Angle_last
    AngleX=0
    AngleY=0
    AngleR=0
    Angle=0
    AngleAddPi=0
    Juli=0
    mic_list=[]
    imga = mic.get_map()    # 获取声音源分布图像(返回声源黑白位图)
    b = mic.get_dir(imga)   # 计算、获取声源方向(从声源位图计算声源方向 返回12个强度值 对应12个LED灯)
    #print(b[0],b[1],b[2],b[10],b[11])
    Servo(S1,0)       #控制270°舵机保持中立
    HY.value(1)              # 设置红外地线高电平，关闭红外
    for i in range(len(b)):
        if b[i]>=2:
            AngleX+= b[i] * math.sin(i * math.pi/6)
            AngleY+= b[i] * math.cos(i * math.pi/6)
    AngleX=round(AngleX,6) #计算坐标转换值
    AngleY=round(AngleY,6)
    if AngleY<0:AngleAddPi=180
    if AngleX<0 and AngleY > 0:AngleAddPi=360
    if AngleX!=0 or AngleY!=0: #参数修正
        if AngleY==0:
            Angle=90 if AngleX>0 else 270 #填补X轴角度
        else:
            Angle=AngleAddPi+round(math.degrees(math.atan(AngleX/AngleY)),4) #计算角度



        if (Angle>0 and Angle<45)or (Angle>315 and Angle<360):



                if Angle>315 and Angle<360:             #处理330-360的角度值
                    if Angle<330 : Angle=Angle-9
                    Angle=Angle-350
                #Angle=Angle_last*0.3+ Angle*0.7      #低通滤波

                t=get_LB(Angle,5)           #滤波，jd是传入数据，cs是滤波等级，越高越慢，返回滤波后的数据


                if t !=1000 :
                    t1=get_med(t,3)    #再取中位数
                    if t1 !=1000 :
                        if t1>30 : t1=30
                        if t1<-30 : t1=-30
                        Angle=t1
                        Angle_last=Angle
                        lcd.draw_string(60, 200, "Angle: " + str(-Angle), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        lcd.draw_string(60, 180, "Distance: " + str(275/math.cos(-Angle*math.pi/180)), lcd.BLUE, lcd.BLACK)
                        #距离只能在比赛规定场地测算，注意声源和系统垂直距离是275cm（D区中间）


                        lcd.fill_rectangle(251,10, 25, 225, (0, 0, 0))    #清空右边的区域
                        lcd.fill_rectangle(251,int(108+math.tan(Angle*math.pi/180)*165), 15, 15, (0, 255,200))#角度位置实时
                        #Biaozhi2=1   #等于1就不会再进入该函数了


        AngleR=round(math.sqrt(AngleY*AngleY+AngleX*AngleX),4) #计算强度
        mic_list.append(AngleX)     #X坐标
        mic_list.append(AngleY)     #Y坐标
        mic_list.append(AngleR)     #强度
        mic_list.append(Angle)      #角度

        #Juli=2.5/math.cos(Angle)
        #mic_list.append(Juli)
        #print(Juli)
    a = mic.set_led(b,(10,10,0))# 配置 RGB LED 颜色值   （从计算的声源方向设置点亮对应的LED灯）
    #lcd.display(0,color=(255,0,0))
    #img1=draw_line(100,0,100,240,color=(255,0,0))
    #lcd.display(img1)

    #lcd._line(150,0,150,240,color=(255,0,0))
    #img.draw_rectangle((30,30,50,50), color = (255, 0, 0))


    return mic_list #返回列表，X坐标，Y坐标，强度，角度
################################下面是只运行一次的程序###############################
lcd.fill_rectangle(46,5, 230, 4, (255, 0, 0))    #上边线
lcd.fill_rectangle(46,5, 4, 230, (255, 0, 0))    #左边线
lcd.fill_rectangle(46,235, 230, 4, (255, 0, 0))    #下边线
lcd.fill_rectangle(276,5, 4, 234, (255, 0, 0))   #右边线
lcd.fill_rectangle(237,5, 4, 234, (255, 0, 0))    #右边线2

lcd.fill_rectangle(0,77, 47, 4, (255, 0, 0))    #左区域上边线
lcd.fill_rectangle(0,154, 47, 4, (255, 0, 0))    #左区域下边线
lcd.fill_rectangle(0,77, 4, 77, (255, 0, 0))    #左区域左边线
#img.draw_string(20, 60, b'你好，世界', scale=1, color=(0,0,255), x_spacing=2, mono_space=1)


##############################主循环，###############################################
#这里因为我的2引脚有问题，下拉不了，如果你的引脚初始电平是0，就不用(~KG1.value()+2)这个处理了
#可以直接用KG1.value()==1来判断，如果有问题，就把这几个if删掉，保留第四题中的函数，程序才能跑
while True:
   #引脚0和2的电平是01代表第二题，且第二题只会进行一次，返回一个值在屏幕
    #if (KG0.value()==0)and((~KG1.value()+2)==1) :
       #get_mic_dir2()
                                     ##引脚0和2的电平是10代表第三题
    #if (KG0.value()==1)and((~KG1.value()+2)==0) :
       #get_mic_dir3()
                                     ###引脚0和2的电平是11代表第四题
    #if (KG0.value()==1)and((~KG1.value()+2)==1) :
       get_mic_dir4()
       err=JD-pid           #简易PID控制舵机
       pid+=err*0.1
       Servo(S1,-pid*0.666)       #控制270°舵机，180°把0.666删除

    #print(KG0.value(),(~KG1.value()+2))
    #get_mic_dir()
    #time.sleep_ms(1)

第三天，选音乐，没办法像大佬他们一样用特定频率去接收音频，接着就是调试，调试

 第四天写论文听天由命哈哈哈哈，之后就封箱等检测了。需要stm32端代码的可以私聊我。

最近有玩这声源题的小伙伴有点多，在这里放百度云的链接，之前打电赛的代码都放里面了，有单纯k210和模块的连接就可运行的代码，也有k210与stm32之间通讯控制的代码，继电器控制激光笔，用stm32代码先烧录k210对应的代码进k210在接stm32。代码因为比赛时间紧写得不好，我们是在里面写了两套，一套是两个麦克风阵列模块，一套是我们比赛只用一个麦克风阵列模块，都写在一个stm32代码里面了，有需要的小伙伴可参考一下，代码写得不好的话轻喷哈哈哈。

链接：https://pan.baidu.com/s/1-y6ok394kM8b801JyysLbQ 
提取码：1111 
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