智能车制作

标题: 《飞思卡尔光电结束散尽经验和程序》 [打印本页]

作者: 251663924 时间: 2014-7-31 17:43
标题: 《飞思卡尔光电结束散尽经验和程序》
做智能车的过程中，如果有一天我把车做出来了，并且做的不错，我会把代码以及思路贡献出来，让以后做车的同学们少走些弯路，我们是省赛一等奖，所以看看还是有些意义的。
我是做光电的，不知道其他智能车是怎么写的，但根本都差不多。光电车控制简单分为3部分：寻迹，方向控制，电机控制。
首先我是基于lpld库写的程序，如果没看懂的话可以稍微了解下这个库
寻迹：首先进行ccd采集，有人搞半天都不知道曝光时间是什么东西。你可以大致的认为曝光改变ccd电压作用的，你可以先用静态曝光试试看，如果算法写的好的话，再用动态曝光。我们没用曝光程序，有人觉得不可思议，其实是可以的，我们用的是固定6ms采集。
void ImageCapture(uint8 * ImageData)    //图像采集128个点
{
  unsigned char i;
  CCD_SI1; // SI = 1
  delay200ns();
  CCD_CLK1; // CLK = 1
  delay200ns();
  CCD_SI0; // SI = 0
  delay200ns();
  //delay 20us for the first pixel
delay10us();
ImageData[0]=LPLD_ADC_Get(ADC0,AD8);
CCD_CLK0; // CLK = 0
for(i=1;i<128;i++)
{
   delay200ns();
   delay200ns();
   CCD_CLK1; //CLK=1
   delay200ns();
   delay200ns();
   ImageData=LPLD_ADC_Get(ADC0,AD8);
   CCD_CLK0; //CLK=0
}
   delay200ns();
   delay200ns();
   CCD_CLK1; // CLK = 1
   delay200ns();
   delay200ns();
   CCD_CLK0; // CLK = 0
}

采集好之后就可以进行区分黑白底了，区分黑白底方法主要分为两种：二值化法，边沿法。我相信大部分都用的二值化法，因为边沿法对采集回来的图像和ccd本身性能要求比较高，我也写过，不太好写。我们用的就是二值化方法，二值化主要就是确定一个阈值，确定阈值的方法也有很多种，我首先举一些我听过的算法，一种是车子在开机的时候采集赛道信息，分出黑点的灰度blackdc，以及白点的灰度whitedc，如果跑的过程中出现灰度在blackdc+20以下的默认为低，出现灰度在whitedc-20以上的默认为高，这是一种方法。
第二种方法，比较常用求平均值，怎么说呢，在不丢线的情况下，这个方法是可行的，丢线时要作特殊处理。第三种方法，就是静态阈值，就是自己在跑之前，通过上位机看一下图像，人为的输入一个阈值，这种方法有个弊端吧，就是每次换个新环境的时候，你都要担心你的阈值准不准确。我们用的是静态的阈值。
有了阈值就可以找出左右线了。
//==============随后即是提取黑线，代码如下：=====================
/*车位置越大说明靠左，ccd看到右边的还是右边的，左边还是左边的
直道时如果车位置较小，说明在车子靠右
弯道时，比如左转弯，他只看到右边的线，车位置也很小。
*/
void Get_Flag(void) //我感觉这里应该舍弃两边的几个点
{
shiziwan=0;
fandiuxianflag=0;//防丢线标志位
int16 left_num,right_num;
left_flag=0;
right_flag=0;
erzhihua();//二值化，里面包含了求动态阀值
Filter_Pixel_Two();//滤波
Filter_Pixel_Three();//滤波
if(left_point>100)
{
      right_flag=0;
      for(left_num=midlinexian;left_num>90;left_num--) //取得最左边的点，舍弃第一个坏点, 从上次车的中点开始向左边寻找舍弃了10个点
      {
      if(pixel[left_num]-pixel[left_num-1]==200)
         {
         left_point=left_num;
         left_flag=1;
         break;
         }
      }
      fandiuxianflag=1;
}
if(right_point<28)
{
      left_flag=0;
         for(right_num=midlinexian+1;right_num<38;right_num++) //取得最右边的点舍弃了10个点右边死区110
         {
      if(pixel[right_num]-pixel[right_num+1]==200)
         {
            right_point=right_num;
                  right_flag=1;
                  break;
         }
      }
      fandiuxianflag=2;
}
if((fandiuxianflag!=1)&&(fandiuxianflag!=2))
{
for(left_num=midlinexian;left_num>11;left_num--) //取得最左边的点，舍弃第一个坏点, 从上次车的中点开始向左边寻找舍弃了10个点
   {
      if(pixel[left_num]-pixel[left_num-1]==200)
      {
         left_point=left_num;
         left_flag=1;
         break;
      }
   }
for(right_num=midlinexian+1;right_num<114;right_num++) //取得最右边的点舍弃了10个点右边死区110
      {
      if(pixel[right_num]-pixel[right_num+1]==200)
         {

                  right_point=right_num;
                  right_flag=1;
                  break;
         }
   }
}
}

有的时候在转弯的时候会出现串道的情况，就是跑到旁边的赛道了，这个时候要做特殊处理，上面有写。就是让他只检测一定范围的区域就行了。
寻迹到这就讲完了，重点就是上面这个程序。

接下来就是方向控制
对于方向控制基本上就两种方法：一个就是连续控制，一个就是分段控制。
这两种方法，我比较偏向于第一个，第一种跑起来更平滑。在直道的时候给个固定p值，弯道的时候给个二次函数的p值，算法如下：
  if(a<14)
{
      K_Direction_P=19;    //14
      K_Direction_D=100;
}
  else if(a<26)
  {
K_Direction_P=0.018*a*a+1.226*a;    //a>16,P=0.048*a*a+0.037
K_Direction_D=100;
  }
  else
  {
K_Direction_P=42;    //a>16,P=0.048*a*a+0.037*a;
K_Direction_D=100;
  }

这里的a是当前位置到中线的差值。
d值一般给大点就行了，有消抖的左右。
然后就是控制舵机打脚了，这个比较简单，
   mid_err2=mid_err1;       //上次偏差
   mid_err1=midline-64; //车位置与中点的差
   mid_err_err=mid_err1-mid_err2;
   DirectionOutnew=(uint32)(angle_value+(K_Direction_P*mid_err1       +K_Direction_D*mid_err_err));//angle_value是指0度的时候对应的占空比angle_value=750

   DirectionOutold=DirectionOutnew;
   if(DirectionOutnew>rightlimit) //rightlimit=639向右打弯
   {
      LPLD_FTM_PWM_ChangeDuty(FTM0,FTM_Ch0,rightlimit);
   }
   else if(DirectionOutnew    {
      LPLD_FTM_PWM_ChangeDuty(FTM0,FTM_Ch0,leftlimit);
   }

   else
   {
      LPLD_FTM_PWM_ChangeDuty(FTM0,FTM_Ch0,DirectionOutnew);
   }

就是中间值+pid值就行了，关于pid算法，什么增量式，什么是位置式，这没必要纠结，能用就行。用c编写程序的时候要经常用到变量的强制转换。还有就是定义变量的时候一定要注意变量大小。有时出错了，找一晚上都找不出来，最后才发现是变量定义的有问题。

最后就是最重要的速度控制了。速度控制是提速的保证，你的车想跑多快，不仅仅是方向控制写的好，到了后期大家拼的就是速度控制了。关于速度控制主要有三种方法：pid，bang-bang，pid+bang-bang；
那哪种方法好呢，只能说，哪种你的车跑的快，哪种就好。bang-bang算法具有很强的加速能力和减速能力，有个弊端就是容易飘逸。如果控制的好，我感觉是非常nb的。pid算法速度具有很强的连续性，加减速看的不明显，直道与弯道速度不能差太大，跑起来四平八稳，过弯道能力强。我们用的就是pid算法。pid+bangbang算法被认为是最理想的，本人也写过，一直到校赛我一直都用pid+bangbang ，效果其实也还行。但是最后不知道怎么还是钟情于pid了，呵呵。
接下来就是速度控制，

//===============速度控制函数==================
void speed_control(void)
{

  float a,b;
a=abs(mid_err1);
  if(stopflag==1) //stopflag是起跑线标志
{
   speed_mid=0;
}
else
{
if(a<6)
{
   speed_mid=zhixianspeed_mid;
}
else if(a<20)
{
   speed_mid=ruwanspeed_mid1;
}
else
{
   speed_mid=ruwanspeed_mid1-10;
}

}
/* if(stop==1)
{
speed_mid=0;
fanzhuanduty=1000;
if(ch0_pulseacc<3)
{
fanzhuanduty=0;
}
}*/
speed_pluse=ch0_pulseacc;//speed_pluse=pluse/(float)speedcount;
if(speed_pluse<5) //当编码器的值很小的时候，让车停下来
{
   stop=1;
}
speed_err1=speed_mid-speed_pluse;
speedoutold=speedoutnew;
p_value=K_p*(speed_err1-speed_err2);
i_value=K_i*speed_err1;
d_value=K_d*(speed_err1-2*speed_err2+speed_err3);
speedoutnew=speedoutold+(p_value+i_value+d_value);//著名的pid算法，绝对正确
speed_err3=speed_err2;
speed_err2=speed_err1;
if(stop==1)
{
speedoutnew=0;
}
  if(speedoutnew<-6000)
{
speedoutnew=-6000;
}
  if(speedoutnew>6000)
{
speedoutnew=6000;
}
if((speed_pluse>speed_mid)&&(a<10)&&(stopflag==0)) //刚入弯的时
   {                         //候，如果当前速度大于目标速度，清
   LPLD_FTM_PWM_ChangeDuty(FTM1,FTM_Ch0,0);  //零
   speed_zhen;
   speedoutnew=0;
   speed_err1=0;
   speed_err2=0;
   }
   else
   {
   if(speedoutnew>0)
   {
   LPLD_FTM_PWM_ChangeDuty(FTM1,FTM_Ch0,(uint32)speedoutnew);
   speed_zhen;
   }
   else
   {
   b=-speedoutnew;
   LPLD_FTM_PWM_ChangeDuty(FTM1,FTM_Ch0,(uint32)b);//正转方向占空比为0  反转
   speed_fang;
   }
}

}

关于电机驱动我建议用mos管，btn能把你手烫熟了。

好了到了这里，基本就写完了，有人问那你人字弯和障碍以及十字怎么没写。我只能说自己探索的过程是别人无法知道的乐趣。再说明年就不一定是人字弯了，肯定又有新的挑战了。只有不断不断的学习，才能一直进步，不要满足现状。

作者: 机器人没名字 时间: 2014-7-31 18:00
楼主好人
作者: wajuka 时间: 2014-7-31 18:08
顶
作者: 竹音清影 时间: 2014-7-31 18:28
浪险。
作者: chenqiang 时间: 2014-7-31 18:39
好人啊
作者: 那那喃喃俺奶奶 时间: 2014-7-31 19:04
楼主你好，，我想知道你那滤波是怎么回事
作者: cjn 时间: 2014-7-31 19:14
:victory:
作者: A.Iniesta 时间: 2014-7-31 22:18
楼主好人
作者: wuguangnan110 时间: 2014-7-31 23:23
厉害1
作者: 1072964526 时间: 2014-8-1 01:09
不知道楼主是怎么解决光线太强的问题的，是大津法么？
作者: 43380249 时间: 2014-8-1 13:35

作者: 邵志伟 时间: 2014-8-1 16:33
红树伟业的采集~~~~我也觉的这个采集不错，曝光时间改到1ms也能稳定运行（1ms包括两个CCD采集和所有数据处理，我就是这么做的，动态曝光，其实比较针对光线变换不均比较好）
人字弯还是没有挑战，我希望明年踹谢娜裤脚弯就是，某个赛区铺错了的那个~~~
作者: 仰望，蘫迗 时间: 2014-8-1 23:18
顶~不沉
作者: 我忘了 时间: 2014-8-2 08:59
记得当初咱谈论时是那么的纯洁，有些弯路就不用走了，咱共享出来，至少直接能跑，大家都强了，智能车制作才会有新思路，才会越来越强，哈哈，当时你还说让我把硬件也开源，但我觉得很丑啊，就不丢那人了。
作者: chinahuangyong 时间: 2014-8-5 07:53
楼主动态p 是怎么算出来的呀？
作者: 天芒 时间: 2014-8-5 10:18
十字不用写吧
作者: wijop 时间: 2014-8-5 15:36
LZ好银
作者: lixuezhj 时间: 2014-8-6 10:41
狂赞，句句经典
作者: wylnii 时间: 2014-8-10 13:44
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
作者: 只是你 时间: 2014-8-31 10:32

作者: 晒太阳的蘑菇 时间: 2014-8-31 15:07
楼主厉害

欢迎光临智能车制作 (http://dns.znczz.com/) Powered by Discuz! X3.2