[LCW_DIY]基于STM32F407的图像处理模块应用之五：智能小车

lcw_swust · 发表于 2018-5-30 09:37:21

小车采用N20电机四轮驱动，转弯不怎么顺畅，有时会有一个
轮子悬空使得力量下降，楼主觉得还是应当弄一个万向轮
（或全向轮）做成三轮车的样子才好。
驱动电机采用了L9110，挺坑的，这芯片用于PWM调速（20KHz
左右）的时候发烫，准备购买DRV8833将之替换。
同侧两个电机并联，每100ms里关闭PWM 1ms，采样电机两端
电压，用于测速，采用PID算法（其实只用到了I）使转速稳定。

此小车有两个模式，循线模式和跟随模式。
开机时如果检测到黑块则为循线模式，否则为跟随模式
循线：
最下方10行求平均值avg，以avg/2为阈值作二值化处理，
计算黑点的面积和重心，面积大于一定值则根据重心偏离中心
的距离去控制电机转向。

跟随：
在小车停止时，两次采集的图像的中上方区域求差，当差
值超出平均值一定范围时认为图像有变化，并统计有变化的区
域的坐标范围，控制小车移动、转向，使图像中心对准横向变
化区域中心和//纵向变化区域下端。
（目前水平有限，只能在小车停止时去计算变化区域，所以
小车是走走停停，而且影子和反光也会有影响，所以不怎么可靠）
（库文件、摄像头模块电路图请去以前的帖子里下载：
“[LCW_DIY]基于STM32F407的图像处理模块应用之一：抢红包外挂 ”
https://www.amobbs.com/thread-5690278-1-1.html）
程序：
电路：
视频：

－－－－－－－－－－－－－－－

图片比较乱。

lanyuye · 发表于 2018-5-30 09:58:27

铜皮罩住是？

lcw_swust · 发表于 2018-5-30 10:08:49

lanyuye 发表于 2018-5-30 09:58
铜皮罩住是？

给L9110散热

lanyuye · 发表于 2018-5-30 10:16:59

换一片电流比L9110更大点的会不会好点

yangyi · 发表于 2018-5-30 10:17:31

lanyuye 发表于 2018-5-30 09:58
铜皮罩住是？

估计是散热吧。

lcw_swust · 发表于 2018-5-30 10:34:38

lanyuye 发表于 2018-5-30 10:16
换一片电流比L9110更大点的会不会好点

准备换DRV8833

boyiee · 发表于 2018-5-30 10:41:38

过年时做一款设备，IMX6 4核跑opencv都卡的一比。。。

MyAVR · 发表于 2018-5-30 10:56:14

不错，利害。

windancerhxw · 发表于 2018-5-30 11:44:50

mark一下：于STM32F407的图像处理模块应用之五：智能小车

Dragontan · 发表于 2018-6-17 19:29:13

楼主这个是通过摄像头寻线？

lcw_swust · 发表于 2018-6-17 20:25:16

Dragontan 发表于 2018-6-17 19:29
楼主这个是通过摄像头寻线？

是啊

marshallemon · 发表于 2018-6-17 22:06:56

本帖最后由 marshallemon 于 2018-6-17 22:08 编辑

通过测量反向电动势测速？
对于同一个电机的两端的电压测量，是需要测量其查分电压，还是分别测量A,B电压再相减？

donglaile · 发表于 2018-6-17 22:14:45

顶顶，又有新玩意分享，学习下

lcw_swust · 发表于 2018-6-18 07:29:49

marshallemon 发表于 2018-6-17 22:06
通过测量反向电动势测速？
对于同一个电机的两端的电压测量，是需要测量其查分电压，还是分别测量A,B电压再 ...

分别测量A,B电压再相减

qjp1988113 · 发表于 2018-6-18 11:19:34

顶，谢谢楼主分享！

Dragontan · 发表于 2018-6-18 12:01:02

lcw_swust 发表于 2018-6-17 20:25
是啊

寻线的速度咋样，是通过串口和小车里面的单片机通信的吗？还有这个模块的成本如何呀？

lcw_swust · 发表于 2018-6-18 14:05:15

Dragontan 发表于 2018-6-18 12:01
寻线的速度咋样，是通过串口和小车里面的单片机通信的吗？还有这个模块的成本如何呀？ ...

速度大约每秒10帧（还可以优化一下提高速度）
是用的串口和小车通信。
模块成本估计50左右
以下是不考虑运费的价格：
STM32F407VET6：20
OV7670：11.5
PCB打样（约10张）：50
其它零件：10元以内

Dragontan · 发表于 2018-6-18 14:13:11

lcw_swust 发表于 2018-6-18 14:05
速度大约每秒10帧（还可以优化一下提高速度）
是用的串口和小车通信。
模块成本估计50左右

这个价格还是可以，就是不晓得这个实时性怎样了

fayuanye · 发表于 2018-6-18 18:41:49

谢谢分享！！！

marshallemon · 发表于 2018-6-19 11:44:17

lcw_swust 发表于 2018-6-18 07:29
分别测量A,B电压再相减

使用测量反电动势的方法来实现速度的控制速度的精度能做到多少？另外问下，反电动势的大小和转速的对应关系怎么得出来？

lcw_swust · 发表于 2018-6-19 14:53:09

marshallemon 发表于 2018-6-19 11:44
使用测量反电动势的方法来实现速度的控制速度的精度能做到多少？另外问下，反电动势的大小和转速的对应关 ...

精度难说，
测量原理是切断供电测量电机输出的电压，其实电机此时就成了发电机，
电压与转速成正比，线性度还是挺好的。
但是如果想用这种方式得到的速度来算路程，那么误差会比较大，尤其是低速，肯定不如编码器。
我用这种方法测速主要是为了节约成本，而且这里本来也不需要很高的精度。

marshallemon · 发表于 2018-6-20 08:55:23

lcw_swust 发表于 2018-6-19 14:53
精度难说，
测量原理是切断供电测量电机输出的电压，其实电机此时就成了发电机，
电压与转速成正比，线性 ...

我比较好奇的地方是你是如何得出实际的速度和电压之间的关系的？例如我想实现100r/min，这时电压应该控制在多少？

lcw_swust · 发表于 2018-6-20 09:19:47

本帖最后由 lcw_swust 于 2018-6-20 09:26 编辑

marshallemon 发表于 2018-6-20 08:55
我比较好奇的地方是你是如何得出实际的速度和电压之间的关系的？例如我想实现100r/min，这时电压应该控制 ...

我采用的笨办法：做实验
调整给定电压，只要我感觉速度够用了，就行了，不需要精确测速。
循线时，如果车子速度太快，图像处理来不及，会冲到线外，所以需要多做实验。

另外，买电机时，卖家有个电压与转速对应的表格：

再根据轮子的直径，也能推算出电压对应的大致速度。

TigerFish · 发表于 2018-6-21 20:44:40

前几天看到一个可以跟这人走的行李箱，和楼主的差不多

lcw_swust · 发表于 2018-6-21 22:25:10

本帖最后由 lcw_swust 于 2018-6-21 22:30 编辑

TigerFish 发表于 2018-6-21 20:44
前几天看到一个可以跟这人走的行李箱，和楼主的差不多

你说的这个啊：
https://www.jieju.cn/News/20180205/Detail802430.shtml
挺好的，原理估计是摄像头配合线激光作三角测距（激光雷达）。
https://www.amobbs.com/thread-5247845-1-1.html

我正在研究双目视觉算法，难度较大：

TigerFish · 发表于 2018-6-22 09:30:42

本帖最后由 TigerFish 于 2018-6-22 09:33 编辑

lcw_swust 发表于 2018-6-21 22:25
你说的这个啊：
https://www.jieju.cn/News/20180205/Detail802430.shtml
挺好的，原理估计是摄像头配合 ...

24寸的大概5000多，拉手上有三个摄像头，左右两个管边界吧，中间一个识别主跟随物体。
楼主大牛呀，现在激光雷达用SLAM 在室外导航用于固定场地的工业车辆上变得多起来来了，激光头用SICK 的较多，最便宜要3万多

Chash · 发表于 2018-7-12 11:23:57

本帖最后由 Chash 于 2018-7-12 11:34 编辑

lcw_swust 发表于 2018-6-21 22:25
你说的这个啊：
https://www.jieju.cn/News/20180205/Detail802430.shtml
挺好的，原理估计是摄像头配合 ...

能力挺强的，看你用STM32做了这么多图像处理，处理起来太勉强，痴迷图像的话，改用FPGA吧，最低端的FPGA处理640*480这种分辨率每秒大于100fps处理起来都很容易，也不比407方案贵，同时还能N个任务全并行处理
STM32等线程处理器做图像太鸡肋，毕竟是串行的

Chash · 发表于 2018-7-12 11:50:41

lcw_swust 发表于 2018-6-21 22:25
你说的这个啊：
https://www.jieju.cn/News/20180205/Detail802430.shtml
挺好的，原理估计是摄像头配合 ...

这个双目你要用STM332等32bit处理器去搞怕是1s半帧图像的视差都求不出来吧

我目前FPGA处理双目的，视差64，分辨率1280*720的图像每秒处理60fps，处理时钟74M，Census求的匹配代价，加入了遮挡物检测处理但是依旧精度不高，粗糙的应用可以。

机器视觉领域，激光雷达贵的离谱，双目算法复杂度高精度差，结构光方案不稳定，现在来说可以考虑tof方案做机器视觉虽然也很贵，直接传感器获得场景深度图，一些无人机上现在也开始采用tof方案做机器视觉了

lcw_swust · 发表于 2018-7-12 11:52:46

本帖最后由 lcw_swust 于 2018-7-12 11:54 编辑

Chash 发表于 2018-7-12 11:23
能力挺强的，看你用STM32做了这么多图像处理，处理起来太勉强，痴迷图像的话，改用FPGA吧，最低端的FPGA ...

目前这些应用，单片机的速度还是可以的。
主要是考虑到难度、成本和体积。
除非是对速度有很高的要求，我才会考虑FPGA，还需要外挂内存呢。

lcw_swust · 发表于 2018-7-12 11:59:17

Chash 发表于 2018-7-12 11:50
这个双目你要用STM332等32bit处理器去搞怕是1s半帧图像的视差都求不出来吧

我目前FPGA处理双目的，视差6 ...

我的目的是做一个能跟着人走的小车，所以只需能识到的人的距离和角度就行，
并不需要很高的分辨率，所以速度是可以的。
但是目前在算法上遇到了瓶颈，就是重复纹理和亮度差异引起匹配，
所以暂时搁置了。

higeo · 发表于 2018-7-12 18:58:13

跑的太慢了，看看飞思卡尔智能车的速度

Yuki. · 发表于 2018-7-13 12:20:19

楼主真是高手啊！

眉宇梦 · 发表于 2018-7-25 14:32:33

厉害厉害

newphj · 发表于 2018-7-28 13:10:29

请问串口绘图的软件是下载的还是自己做的？

lcw_swust · 发表于 2018-7-28 17:25:14

newphj 发表于 2018-7-28 13:10
请问串口绘图的软件是下载的还是自己做的？

自己做的，在前面的帖子里
https://www.amobbs.com/thread-5690278-1-1.html

newphj · 发表于 2018-7-30 13:23:54

lcw_swust 发表于 2018-7-28 17:25
自己做的，在前面的帖子里
https://www.amobbs.com/thread-5690278-1-1.html

好的，谢谢楼主。

amiok · 发表于 2018-7-30 14:34:58

谢谢分享~~~

chengshuo · 发表于 2018-11-20 11:35:50

谢谢分享。楼主威武

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