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香橙派和智能小车

前置：Copilot必备！​

  • 常见登不上去的情况

  • 【安装网络问题】pip install opencv-python --trusted-host pypi.tuna.tsinghua.edu.cn --trusted-host files.pythonhosted.org --trusted-host pypi.org

  • 建议重新烧录一下系统，相关资料上传在云盘：云盘连接

主要内容​

  • 准备工作
    • git clone https://github.com/thuasta/thuei-1.git克隆代码仓库
    • 创建新的conda环境conda create -n masterpi --clone base克隆基础环境
    • 程序中sys.path.append('/home/pi/MasterPi/')改成sys.path.append('/root/thuei-1/sdk-python/')即主文件夹所在路径（之后别的程序也都要改，可以考虑查找替换一劳永逸）
    • ColorDetect.py中from ai_pro_pin_map import _BOARD原先大小写打错了
    • 开i2c修改权限（可以直接用root干所以事情，虽然方便，但这个习惯可能不大好）
      • udevadm info -a /dev/i2c-7查看信息：KERNEL=="i2c-7"``````SUBSYSTEM=="i2c-dev"
      • sudo touch /etc/udev/rules.d/50-myi2c.rules
      • sudo vim /etc/udev/rules.d/50-myi2c.rules
      • 按I进入插入模式，粘贴KERNEL=="i2c-7", SUBSYSTEM=="i2c-dev", GROUP="users", MODE="0666"
      • 按ESC->:wq保存退出
      • sudo udevadm control --reload
      • 重启设备即可启用

结合源码学习（MasterPi原始文件夹下）

  • 麦轮小车运动学

    • Board::setMotor():
      • with语句：try...except...finally的浓缩写法，自动处理资源释放
    • I2C：with SMBus(__i2c) as bus:使用SMBus类创建I2C总线对象，__i2c参数指定总线编号
    • 如何查看I2C编号：i2cdetect -l命令列出所有I2C总线(记得打开电源)
    • 如何查看地址：sudo i2cdetect -y -a -r 7命令扫描I2C总线上所有设备的地址，-y表示不提示确认，-a表示显示所有地址（包括保留地址），-r表示使用快速模式；注意树莓派默认是1，香橙派默认是7
    • 常见问题： [Errno 5] Input/output error请检查I2C连接、电池电量
    • 尝试运行MotorControlDemo.py
      • 知识点：使用signal模块捕获SIGINT信号​
    • 尝试运行thuei-2/MecanumControl/Car_Forward_Demo.py确认四个轮子的编号：
      • classis那行语句改成chassis = mecanum.MecanumChassis(wheel_init_dir=[1, 1, 1, 1], wheel_init_map=[1, 2, 3, 4])
      • 参考编号在thuei-2/HiwonderSDK/mecanum.py：
        • __init__函数头改成def __init__(self, a=67, b=59, wheel_diameter=65, wheel_init_dir=[1,1,1,1], wheel_init_map=[1,2,3,4]):；且加上Board.initMotors(motor_init_dir=wheel_init_dir, motor_init_map=wheel_init_map)
      • 此时运行四个轮子可能是瞎转的，但鉴于插拔实在有点费力，考虑在软件上解决这个问题
      • 记得改完后作为MecanumChassis的默认值
    • 结合pdf了解麦轮的基本用法

  • opencv图像处理初步——颜色识别

    • 从这里开始，因为需要图形化界面，建议用vnc，mobaxterm也行
    • TightVNC设置密码：vncpasswd命令设置VNC连接密码（首次使用需要设置）
    • 启动VNC服务器：vncserver :1 -geometry 1920x1080设置成1080P
    • 主要了解颜色空间转换
    • 运行python3 Functions/ColorDetect.py，注意会有报错module 'HiwonderSDK.Board' has no attribute 'RGB'，要把.py文件中RGB相关的代码删掉，我们用不到
    • cap = cv2.VideoCapture('http://127.0.0.1:8080?action=stream')括号里改成0，摄像头USB插到香橙派上
    • 摄像头相关错误解决：
      • VIDEOIO(V4L2:/dev/video0): can't open camera表示无法打开摄像头
      • 因为没连USB
    • 如果遇到No module named OPi报错，就pip install --upgrade OPi.GPIO即可

  • 涉及蜂鸣器相关的参见技术文档

    • 记得连31号端口

后续自主探索​

  • 循迹原理
    • 尝试阅读并执行thuei-1/sdk-python/Functions/VisualPatrol.py
    • 代码结构分析：
      • 核心思路：通过摄像头识别线条，计算偏移量，使用PID控制调整电机速度
      • 主要模块：
        1. 视觉处理模块：颜色识别、ROI区域分割、轮廓检测
        2. 控制模块：PID控制器、电机驱动
        3. 多线程模块：图像处理线程、运动控制线程
    • 关键技术点深入：
      • ROI分层处理：将图像分为上中下三部分，不同权重(0.1, 0.3, 0.6)，远处影响小，近处影响大
      • PID控制原理：P(比例)控制当前偏差，I(积分)消除稳态误差，D(微分)预测未来趋势
      • 颜色空间转换：BGR→LAB，LAB色彩空间对光照变化更稳定
      • 形态学处理：腐蚀去噪点→膨胀连接断线
    • 调试技巧：
      • 调整颜色阈值：修改yaml文件中的LAB范围
      • 调整PID参数：P值影响响应速度，I值影响稳态精度，D值影响稳定性
      • 观察中心点：通过cv2.circle显示检测到的线条中心
    • 知识点：PID控制、threading模块、OpenCV图像处理、ROI感兴趣区域
  • 避障实践
    • 尝试使用Sonar.py，有条件的可以用if-else实现横向避障