如何制作一個智能尋路+避障的小車？

本文源自“玄鐵杯第二屆RISC-V應(yīng)用創(chuàng)新大賽”活動，由OCC整理發(fā)布。

本項目利用D1 Dock Pro的USB拍照程序，結(jié)合L298N電機驅(qū)動模塊和紅外探測循跡光電傳感器模塊，制作了一個擁有智能尋路+避障功能的小車。該項目為“玄鐵杯第二屆RISC-V應(yīng)用創(chuàng)新大賽”活動中的優(yōu)秀作品。

關(guān)于自動尋路小車的技術(shù)細(xì)節(jié)，請看本文詳細(xì)介紹。

01項目介紹

隨著我國人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，自動駕駛汽車吸引了越來越多的目光，巡線是其行走控制方法之一，人們對智能循跡小車適應(yīng)各種復(fù)雜路況的性能、安全平穩(wěn)性等的要求越來越高，所以我們小組想要做一個智能尋路+避障小車。

智能小車成品

02Demo的整體框架

03具體實施方案

1. 首先，根據(jù)哪吒開發(fā)板的原理框圖了解開發(fā)板的工作原理，不同類型的引腳能實行怎樣的功能，怎么使各引腳工作起來。

2. 在電腦上安裝Ubuntu環(huán)境，進(jìn)行編譯環(huán)境配置，源碼下載，編譯和燒寫。

3. 成功嘗試了使用哪吒開發(fā)板運行的第一個HelloWorld程序和USB拍照程序。

4. 上網(wǎng)購買智能小車的所有部件：1個亞克力雙層智能小車套件；2個L298N電機驅(qū)動模塊；三種類型的杜邦線各一排；1個四路紅外探測循跡光電傳感器模塊；4節(jié)5號電池。

5. 安裝、連接、測試小車的行走功能。

6. 編寫代碼，調(diào)節(jié)紅外探測的靈敏度使小車能夠較為準(zhǔn)確地感知周圍環(huán)境并且運行測試成功。

7. 調(diào)試代碼，完善小車的功能。

04軟件、硬件介紹

軟件：Oracle VM VirtualBox Ubuntu 14.04虛擬機系統(tǒng)、全志USB燒錄驅(qū)動、AllwinnertechPhoeniSuitRelease工具。

硬件：哪吒開發(fā)板、USB數(shù)據(jù)傳輸、USB供電、海康威視攝像機、組裝好的智能小車。

05作品源碼

#include
#include
#include
#include 
#define EXPORT_GPIO1 "echo 2027 > /sys/class/gpio/export"
#define EXPORT_GPIO2 "echo 2020 > /sys/class/gpio/export"
#define EXPORT_GPIO3 "echo 2021 > /sys/class/gpio/export"
#define EXPORT_GPIO4 "echo 2022 > /sys/class/gpio/export"

#define UEXPORT_GPIO1 "echo 2027 > /sys/class/gpio/unexport"
#define UEXPORT_GPIO2 "echo 2020 > /sys/class/gpio/unexport"
#define UEXPORT_GPIO3 "echo 2021 > /sys/class/gpio/unexport"
#define UEXPORT_GPIO4 "echo 2022 > /sys/class/gpio/unexport"

#define GPIO1_OUTPUT "echo out > /sys/class/gpio/gpio2027/direction"
#define GPIO2_OUTPUT "echo out > /sys/class/gpio/gpio2020/direction"
#define GPIO3_OUTPUT "echo out > /sys/class/gpio/gpio2021/direction"
#define GPIO4_OUTPUT "echo out > /sys/class/gpio/gpio2022/direction"

#define LOWGPIO1 "echo 0 > /sys/class/gpio/gpio2027/value"
#define LOWGPIO2 "echo 0 > /sys/class/gpio/gpio2020/value"
#define LOWGPIO3 "echo 0 > /sys/class/gpio/gpio2021/value"
#define LOWGPIO4 "echo 0 > /sys/class/gpio/gpio2022/value"

#define HIGHGPIO1 "echo 1 > /sys/class/gpio/gpio2027/value"
#define HIGHGPIO2 "echo 1 > /sys/class/gpio/gpio2020/value"
#define HIGHGPIO3 "echo 1 > /sys/class/gpio/gpio2021/value"
#define HIGHGPIO4 "echo 1 > /sys/class/gpio/gpio2022/value"

//紅外
#define EXPORT_HW1 "echo 2023 > /sys/class/gpio/export"
#define EXPORT_HW2 "echo 2024 > /sys/class/gpio/export"
#define EXPORT_HW3 "echo 2025 > /sys/class/gpio/export"
#define EXPORT_HW4 "echo 2026 > /sys/class/gpio/export"

#define HW1_INPUT "echo in > /sys/class/gpio/gpio2023/direction"
#define HW2_INPUT "echo in > /sys/class/gpio/gpio2024/direction"
#define HW3_INPUT "echo in > /sys/class/gpio/gpio2025/direction"
#define HW4_INPUT "echo in > /sys/class/gpio/gpio2026/direction"

#define UNEXPORT_HW1 "echo 2023 > /sys/class/gpio/unexport"
#define UNEXPORT_HW2 "echo 2024 > /sys/class/gpio/unexport"
#define UNEXPORT_HW3 "echo 2025 > /sys/class/gpio/unexport"
#define UNEXPORT_HW4 "echo 2026 > /sys/class/gpio/unexport"

#define run 1
#define left 3
#define right 4
#define back 2
#define stop 5

void INIT()
{

system(EXPORT_GPIO1);
system(EXPORT_GPIO2);
system(EXPORT_GPIO3);
system(EXPORT_GPIO4);

system(EXPORT_HW1);
system(EXPORT_HW2);
system(EXPORT_HW3);
system(EXPORT_HW4);

system(GPIO1_OUTPUT);
system(GPIO2_OUTPUT);
system(GPIO3_OUTPUT);
system(GPIO4_OUTPUT);

system(HW1_INPUT);
system(HW2_INPUT);
system(HW3_INPUT);
system(HW4_INPUT);
//printf("1
");

}

void RUN()
{
system(LOWGPIO1);//0
system(HIGHGPIO2);//1
system(HIGHGPIO3);//1
system(LOWGPIO4);//0
//printf("2
");

}
void STOP()
{
system(LOWGPIO1);
system(LOWGPIO2);
system(LOWGPIO3);
system(LOWGPIO4);
//printf("3
");
}
void LEFT()
{
system(LOWGPIO1);//0
system(HIGHGPIO2);//1
system(HIGHGPIO3);//1
system(HIGHGPIO4);//1
}
void RIGHT()
{
system(HIGHGPIO1);//1
system(HIGHGPIO2);//1
system(HIGHGPIO3);//1
system(LOWGPIO4);//0
}
void BACK()
{
system(HIGHGPIO1);//1
system(LOWGPIO2);//0
system(LOWGPIO3);//0
system(HIGHGPIO4);//1
}
void MOTORRUN(int cmd)
{
  switch(cmd)
  {
  case 1:
  RUN();
  break;
  case 2:
  BACK();
  break;
  case 3:
  LEFT();
  break;
  case 4:
  RIGHT();
  break;
  case 5:
  STOP();
  break;
  }
}
int GETHW(int gpio)
{

    char path[64];
    char value_str[3];
    int fd;

    snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/value", gpio);
    fd = open(path, O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open gpio value for reading!");
        return -1;
    }

    if (read(fd, value_str, 3) < 0) {
        perror("Failed to read value!");
        return -1;
    }

    close(fd);
    return (atoi(value_str));
}

void TRACE()
{
int l1=GETHW(2023);
int l2=GETHW(2024);
int r1=GETHW(2025);
int r2=GETHW(2026);
//printf("%d,%d,%d,%d",l1,l2,r1,r2);
if(l1&&l2&&r1&&r2){
MOTORRUN(run);
printf("直走
");
}
else if(l1+l2r1+r2){
//MOTORRUN(back);
printf("左轉(zhuǎn)
");
sleep(0.5);
MOTORRUN(left);
}
else if(!r1&&!r2&&!l1&&!l2){
            printf("停止
");
MOTORRUN(stop);
}

}

int main(void)
{
INIT();
while(1)
{
 TRACE();
// printf("2022");
// sleep(1); 
// RUN();
 sleep(0.5);
// STOP();
 }return 0;

}

審核編輯：湯梓紅