核心功能
(一)蚊虫视觉追踪
摄像头实时监测
通过电脑摄像头采集画面,利用背景减法(MOG2 算法)与Canny 边缘检测识别运动目标。
过滤干扰(如灰尘、灯光反射),仅标记符合蚊虫特征(面积 5-150px²、周长 > 10px、圆形度 > 0.5)的物体。
多目标跟踪
基于轨迹匹配算法为每个蚊虫分配唯一 ID,记录其位置、速度、方向等参数。
显示历史轨迹(主轨迹线 + 尾迹渐变效果),支持追踪至多目标同时移动。
(二)超声波驱蚊攻击
高频声波生成
生成22000Hz 超声波音频(接近蚊子感知上限),存储为 WAV 文件并循环播放。
自动触发逻辑:检测到蚊虫时播放声波,间隔 5 秒避免听觉适应(可通过按键手动切换开关)。
脉冲音效设计
蚊虫标记点伴随正弦波动效果,模拟雷达 “锁定 - 攻击” 视觉反馈,增强交互沉浸感。
(三)数据可视化与统计
雷达界面
极坐标雷达图:以绿色扫描线、红色标记点显示蚊虫位置(距离 0-500cm,角度对应屏幕方位)。
动态扫描效果:扇形区域渐变填充 + 尾迹拖影,模拟军用雷达扫描逻辑。
信息面板
实时显示系统状态(运行时间、摄像头连接)、检测统计(当前 / 今日蚊虫数、最大同时数量)、单目标详情(速度 / 距离 / 方向)、追踪精度(准确率、误报率)。
支持按键截图(保存雷达界面为 PNG),便于后期分析。
(四)交互与扩展
快捷键控制:
Q:退出程序;A:切换声波驱蚊开关;P:截取当前雷达画面。
多线程优化:
音频播放与图像渲染分离至独立线程,避免卡顿。
可配置参数:
边缘检测阈值(EDGE_THRESHOLD1/2)、背景减法历史帧数等可手动调整,适配不同光照环境。
二、技术特点
(一)跨领域技术融合
计算机视觉:OpenCV 实现图像处理、轮廓检测与目标跟踪。
音频处理:PyGame 播放声波,Wave 模块生成音频数据,结合超声波生物学特性设计频率。
可视化:Matplotlib 绘制动态雷达图,采用 Qt5Agg 后端提升图形渲染效率。
(二)拟真交互设计
暗黑风格界面:黑色背景搭配荧光绿 / 红色元素,降低视觉疲劳,符合 “夜间驱蚊” 场景需求。
军事级动效:扫描线速度、轨迹尾迹透明度等参数模拟真实雷达效果,增强科技感。