一、任務(wù)清單

1. 硬件部分

• 主控板： MSP432P401R
• 數(shù)據(jù)顯示： OLED
• 電機(jī)： 霍爾編碼器電機(jī)
• 電池： 7.3V航模電池
• 巡線： OpenMV H7 Plus
• 警報(bào)： 蜂鳴器
• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)： TB6612
• 儀器： 3D打印機(jī)
• 視覺云臺(tái)： 3D建模打印
• 轉(zhuǎn)向： 數(shù)字舵機(jī)
• 其他： 銅柱、螺絲螺母、開關(guān)、面包板等。
  

2. 軟件部分

• 編譯器： Keil、OpenMV IDE
• 建模軟件： SketchUp Pro 2022
• 切片軟件： Cura
• 編程方式： 庫函數(shù)
• 編程語言： C、Python

二、OpenMV巡線

這里巡線不用紅外探頭的原因是考慮到市面上大多紅外對(duì)該虛線采集的信號(hào)并不是很準(zhǔn)確，存在偶然因素，故選擇攝像頭巡線。

這里我通過尋找有效區(qū)域內(nèi)的最大色塊，將其x軸坐標(biāo)返回給單片機(jī)，在單片機(jī)端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，例如攝像頭下的分辨率為（w:320,h:240），設(shè)感應(yīng)區(qū)域ROI為(0,90,320,60) ，
采集到的有效色塊X坐標(biāo)為162，下圖可見，被圈出的大白框矩形為感應(yīng)區(qū)域ROI，中間被圈出的為最大有效色塊（圖中色塊閾值選擇為黑色），下方紅色圈出的為該色塊的X軸坐標(biāo)。

獲取目標(biāo)色塊：

img = sensor.snapshot()  //截取攝像頭的一個(gè)圖像
blob=img.find_blobs([thresholds[0]], roi=ROI1, x_stride=10, y_stride=5,pixels_threshold=10, area_threshold=10, merge=True)  

篩選出最大色塊：

def find_max(blobs):
    max_size=0
    for blob in blobs:
        if blob[2]*blob[3] > max_size:
            max_blob=blob
            max_size = blob[2]*blob[3]
    return max_blob

輸出最大色塊X坐標(biāo)：

x=max_ID.cx()

將有效色塊坐標(biāo)發(fā)送至單片機(jī)端后該怎樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理呢？

• 方法一：
  例如采集到的坐標(biāo)為140，可知中心坐標(biāo)為160，已速度閉環(huán)為例，可先將坐標(biāo)差值Err=140-160=-20，可擬定為負(fù)值為偏左，正值為偏右，假如你的閉環(huán)在每10ms單相雙邊沿產(chǎn)生15個(gè)脈沖信號(hào)，可設(shè)定一個(gè)線性系數(shù)k，有Err/k=P,Err2=Err_Last-Err=I,則Target_L=15+PI,Target_R=15-PI,Target_L和Target_R則為計(jì)算后的目標(biāo)脈沖，具體公式推導(dǎo)這里不做介紹，僅供參考！

• 方法二：
  這種方法也是更為簡單，更為方便的。
  對(duì)色塊的X坐標(biāo)進(jìn)行區(qū)域劃分，例如中線為160，則：
  ①中心區(qū)域可劃分為（150，170）
  ②偏左區(qū)域可劃分為（120，150）、（90，120）、（60，90）、（30，60）、（0，30）
  ③偏右區(qū)域可劃分為（170，200）、（200，230）、（230，260）、（260，290）、（290，320）
  即可根據(jù)不同位置發(fā)送不同指令。單片機(jī)段根據(jù)不同指令執(zhí)行不同程度的回正操作。

示例如下：

def Send_X(err):
    if(err>=150 and err<=170):
        uart.write("F")

    elif(err>=120 and err<150):
        uart.write("0")
    elif(err>=90 and err<120):
        uart.write("1")
    elif(err>=60 and err<90):
        uart.write("2")
    elif(err>=30 and err<60):
        uart.write("3")
    elif(err>=0 and err<30):
        uart.write("4")

    elif(err>170 and err<200):
        uart.write("5")
    elif(err>=200 and err<230):
        uart.write("6")
    elif(err>=230 and err<260):
        uart.write("7")
    elif(err>=260 and err<290):
        uart.write("8")
    elif(err>=290 and err<320):
        uart.write("9")

其中Err表示踩到的X坐標(biāo)，根據(jù)不同坐標(biāo)區(qū)域發(fā)送不同指令，在單片機(jī)端接收操作如下：

	if( openmv_rx=='F' )
	{

	}	

	//偏向左邊
	else if( openmv_rx=='0' )
	{
		
	}
	else if( openmv_rx=='1' )
	{
	
	}
	else if( openmv_rx=='2' )
	{
			
	}
	......
	
	//偏向右邊
	else if( openmv_rx=='5' )
	{
	
	}
	else if( openmv_rx=='6' )
	{
		
	}
	......

三、舵機(jī)轉(zhuǎn)向

舵機(jī)轉(zhuǎn)向問題，在學(xué)習(xí)較為常用的為180°舵機(jī)，這里我以180°數(shù)字舵機(jī)進(jìn)行簡單介紹

常用的舵機(jī)大多都分為3根線，其中倆根為VCC和GND，也就是電源線，剩下一根為信號(hào)線，也就是控制舵機(jī)的線

• 舵機(jī)控制
  關(guān)于舵機(jī)的控制說的通俗易懂點(diǎn)就是控制信號(hào)線的脈寬，通過控制不同脈沖舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度，如下所示：

                20ms為例
        0.5ms ------------ 0度；
        1.0ms ------------ 45度；
        1.5ms ------------ 90度；
        2.0ms ------------ 135度；
        2.5ms ------------ 180度；

設(shè)一個(gè)PWM周期為20ms，則控制有效電平為0.5ms，也就是一百分之一的時(shí)候，舵機(jī)保持0°，依次類推。

• 實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向
  可根據(jù)上面巡線返回的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，如當(dāng)接收到信號(hào)F時(shí)，表示在中心區(qū)域，則舵機(jī)保持直線行駛狀態(tài)，也就是90°，若接收到1-4信號(hào)，則舵機(jī)向左偏向，120°、150°、180°等，如接收到5-9信號(hào)，則舵機(jī)向右偏向，60°、30°、0°等。

• 舵機(jī)初始化
  這里以定時(shí)器A0的通道三為例，如下代碼：

	    /*初始化引腳*/
	MAP_GPIO_setAsPeripheralModuleFunctionOutputPin(GPIO_PORT_P2, GPIO_PIN6, GPIO_PRIMARY_MODULE_FUNCTION);
	
    Timer_A_PWMConfig TimA0_PWMConfig;
    /*定時(shí)器PWM初始化*/
    TimA0_PWMConfig.clockSource = TIMER_A_CLOCKSOURCE_SMCLK;             //時(shí)鐘源
    TimA0_PWMConfig.clockSourceDivider = psc;                            //時(shí)鐘分頻 范圍1-64
    TimA0_PWMConfig.timerPeriod = ccr0;                                  //自動(dòng)重裝載值（ARR）
    TimA0_PWMConfig.compareRegister = TIMER_A_CAPTURECOMPARE_REGISTER_3; //通道三
    TimA0_PWMConfig.compareOutputMode = TIMER_A_OUTPUTMODE_TOGGLE_SET;   //輸出模式                              

    MAP_Timer_A_generatePWM(TIMER_A0_BASE, &TimA0_PWMConfig); /* 初始化比較寄存器以產(chǎn)生 PWM1 */	

• 角度控制

void SG90_angle(int a)
{
    int pwm=500+2000/180*a;
    MAP_Timer_A_setCompareValue(TIMER_A0_BASE, TIMER_A_CAPTURECOMPARE_REGISTER_3, pwm);
} 

四、停止線識(shí)別

• 方法一
  通過判斷有效色塊的面積或者寬度，因?yàn)樵谘簿€中都是1cm1cm的虛線組成，而停止線為5cm1cm，所以可通過色塊的面積或者寬度等其他因素進(jìn)行識(shí)別，返回停止信號(hào)。

w=max_ID.w()
if w>=80:
    uart.write("S")

• 方法二
  因?yàn)檎麄€(gè)賽圖小車走的路程是固定的，則也可用通過小車走的路程進(jìn)行停止。

if(sum>=1)
{
	Stop();
	PID_SetPoint(&L_pid,0);
	PID_SetPoint(&R_pid,0);			
}

五、技術(shù)交流

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