智能小车汇报.docx
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智能小车汇报
目录
目录1
第一章引言2
第二章智能车整体设计思路和方案2
第三章智能车机械部分安装和调试3
3.1前轮部分3
3.2底盘部分3
第四章智能车的电路设计与实现3
4.1电源部分3
4.2电机驱动4
第五章智能车的控制策略和算法5
5.1目标识别算法5
5.2电机的控制6
第六章智能车控制软件的编写6
6.1初始化程序6
6.2控制主程序6
第七章运行调试部分6
7.1arm-linux-gcc交叉编译开发环境6
附件程序7
第一章引言
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人们的关注，而汽车的智能化已成为科技发展的新方向。
本设计就是在这样的背景下提出来的。
此次设计的简易智能小车是基于arm11控制及传感器技术的，实现的功能是小汽车可自动识别目标（比如一个小球），，利用电两个电机的差动调节,控制电动小汽车的自动避障、寻光及自动停车。
通过摄像头采集视野范围图像并对图像处理进行目标识别，并由arm系统来控制智能车的行驶状态。
第二章智能车整体设计思路和方案
控制芯片：
ARM11（128M内存主频533MHz，最高667Mhz。
32bit数据总线。
LCD显示）
小车驱动模块：
两个5V直流电机，通过l9110h电机驱动芯片控制小车的前进，转向方向。
图像采集模块:
USB1.0摄像头，500万像素，LCD显示实时图像。
识别模块：
OPENCV1.0级联分类器。
设计思路：
opencv通过USB摄像头采集图像，通过级联分类器识别目标，通过目标在图像中的大小和位置，通过GPIO输出高低电平控制小车的前进，转向。
图1.1系统结构框图
第三章智能车机械部分安装和调试
3.1前轮部分
通过两个电机控制小车，前进的时候两个电机都向前转，后退的时候两个电机向后转。
左转时候左边电机不转，右边电机转动，又转时右边电机不转，左边电机旋转。
3.2底盘部分
采用三轮底盘，方便小车灵活转向。
第四章智能车的电路设计与实现
4.1电源部分
直流电机使用三节五号电池供电，在车的底盘下方，ARM板单独的供电。
4.2电机驱动
图4.4l9110h驱动电路原理图
图4.5电路实物图
每个电机通过一对高低电平控制。
第五章智能车的控制策略和算法
5.1目标识别算法
Opencvhaar特征级联分类器，将目标的样本图像载入并进行训练，训练出基于haar的级联分类器，可以识别特定的目标（小球）。
然后判断识别目标在整幅图像中的大小，识别目标的大小在整幅图像中的比例较小的话，可以判断数目标在车的前方而且距离比较远。
识别的目标用圆形进行标注，以图像的横向中间为界限，如果圆心在界限的左边，则小球在车的左边，反之在车的右边，中间可以给适当的缓冲区。
5.2电机的控制
直流电机是通过电机驱动芯片控制的，电机驱动芯片连接到ARM的GPIO接口，通过给GPIO接口输出高低电平来控制电机。
由于AMR上使用的是LINUX操作系统，程序想要控制电机，先要加载GPIO驱动，通过驱动程序控制GPIO输出的电平。
本程序使用GPIO的M0-M3接口，M0，M1控制左边的电机，M2，M3控制右边的电机。
第六章智能车控制软件的编写
6.1初始化程序
初始化程序主要包括：
载入OPENCV级联分类器特征数据，加载USB摄像头驱动打开USB摄像头，加载GPIO驱动，打开GPIOM0-M3。
6.2控制主程序
启动linux的定时器，定时器每隔1毫秒执行一次。
定时器的执行函数包括opencv摄像头数据采集和haar特征分类器的目标识别，这两个过程是串行的，将摄像头采集的每一帧数据载入级联分类器，如果识别出了小球，就通过识别目标图像的大小和圆心的位置判断小球的位置，如果小球是在正前方，则通过驱动程序给GPIO输出前进的信号，如果在左边，右边，则给出左转右转的信号。
第七章运行调试部分
7.1arm-linux-gcc交叉编译开发环境
交叉编译这个概念的出现和流行是和嵌入式系统的广泛发展同步的。
我们常用的计算机软件，都需要通过编译的方式，把使用高级计算机语言编写的代码（比如C代码）编译（compile）成计算机可以识别和执行的二进制代码。
比如，我们在Windows平台上，可使用VisualC++开发环境，编写程序并编译成可执行程序。
这种方式下，我们使用PC平台上的Windows工具开发针对Windows本身的可执行程序，这种编译过程称为nativecompilation，中文可理解为本机编译。
然而，在进行嵌入式系统的开发时，运行程序的目标平台通常具有有限的存储空间和运算能力，比如常见的ARM平台，其一般的静态存储空间大概是16到32MB，而CPU的主频大概在100MHz到500MHz之间。
这种情况下，在ARM平台上进行本机编译就不太可能了，这是因为一般的编译工具链（compilationtoolchain）需要很大的存储空间，并需要很强的CPU运算能力。
为了解决这个问题，交叉编译工具就应运而生了。
通过交叉编译工具，我们就可以在CPU能力很强、存储控件足够的主机平台上（比如PC上）编译出针对其他平台的可执行程序
附件程序
#include"main_form.h"
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#ifdef_EiC
#defineWIN32
#endif
staticCvMemStorage*storage=0;
staticCvHaarClassifierCascade*cascade=0;
IplImage*detect_and_draw（IplImage*image）;
constchar*cascade_name="/home/plg/data.xml";
IplImage*pFrame=NULL;
CvCapture*pCapture;
inttimes=0;
intleftwheel;
intrightwheel;
intfd;
inttimedeny=0;
voidinitdevice（）
{
pCapture=cvCreateCameraCapture
（2）;
//pCapture=cvCaptureFromAVI（"/home/plg/1.avi"）;
cascade=（CvHaarClassifierCascade*）cvLoad（cascade_name,0,0,0）;
if（!
cascade）
{
fprintf（stderr,"ERROR:
Couldnotloadclassifiercascade\n"）;
fprintf（stderr,
"Usage:
facedetect--cascade=\"\"[filename|camera_index]\n"）;
}
storage=cvCreateMemStorage（0）;
}
QImagemybegin（）
{
charpaths[10][30]={"/home/plg/imgs/1.jpg","/home/plg/imgs/2.jpg","/home/plg/imgs/3.jpg","/home/plg/imgs/4.jpg","/home/plg/imgs/5.jpg","/home/plg/imgs/6.jpg","/home/plg/imgs/7.jpg","/home/plg/imgs/8.jpg","/home/plg/imgs/9.jpg","/home/plg/imgs/10.jpg"};
pFrame=cvQueryFrame（pCapture）;
if（pFrame）
{
//if（detect_and_draw（pFrame）==1）
//{
//}
//cvSaveImage（"/home/plg/pang.jpg",pFrame）;
//QImageimage（（uchar*）pFrame->imageData,pFrame->width,pFrame->height,8,0,1,QImage:
:
IgnoreEndian）;
if（times<10）
{
//cvSaveImage（paths[times],pFrame）;
}
if（times<10）
{
cvSaveImage（paths[times],pFrame）;
}
times++;
IplImage*pFrame2=detect_and_draw（pFrame）;
intx,y;
inti=0;
QImageimg;
QRgb*point;
intr,g,b;
if（img.create（pFrame->width,pFrame->height,32,0,QImage:
:
IgnoreEndian））
{
for（x=0;xheight;x++）
{
for（y=0;ywidth;y++）
{
r=（int）（uchar*）pFrame2->imageData[i+2];
g=（int）（uchar*）pFrame2->imageData[i+1];
b=（int）（uchar*）pFrame2->imageData;
point=（QRgb*）img.scanLine（x）+y;
*point=qRgb（r,g,b）;
i+=3;
}
}
}
returnimg;
}
returnNULL;
}
IplImage*detect_and_draw（IplImage*img）
{
intbm=0;
staticCvScalarcolors[]=
{
{{0,0,255}},
{{0,128,255}},
{{0,255,255}},
{{0,255,0}},
{{255,128,0}},
{{255,255,0}},
{{255,0,0}},
{{255,0,255}}
};
fprintf（stderr,"detect_and_draw\n"）;
doublescale=1.3;
IplImage*gray=cvCreateImage（cvSize（img->width,img->height）,8,1）;
IplImage*small_img=cvCreateImage（cvSize（cvRound（img->width/scale）,
cvRound（img->height/scale））,
8,1）;
inti;
cvCvtColor（img,gray,CV_BGR2GRAY）;
cvResize（gray,small_img,CV_INTER_LINEAR）;
cvEqualizeHist（small_img,small_img）;
cvClearMemStorage（storage）;
if（cascade）
{
doublet=（double）cvGetTickCount（）;
CvSeq*faces=cvHaarDetectObjects（small_img,cascade,storage,
1.1,2,0/*CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING*/,
cvSize（10,10））;
if（faces->total>0）
{
t=（double）cvGetTickCount（）-t;
for（i=0;i<（faces?
faces->total:
0）;i++）
{
CvRect*r=（CvRect*）cvGetSeqElem（faces,i）;
CvPointcenter;
intradius;
center.x=cvRound（（r->x+r->width*0.5）*scale）;
center.y=cvRound（（r->y+r->height*0.5）*scale）;
radius=cvRound（（r->width+r->height）*0.25*scale）;
cvCircle（img,center,radius,colors[i%8],3,8,0）;
printf（"center%d:
radius%d\n",center.x,radius）;
if（center.x>170）
{
ioctl（fd,7）;
timedeny=0;
while（timedeny<10000000）
{
timedeny++;
}
ioctl（fd,0）;
}
elseif（center.x<150）
{
ioctl（fd,1）;
timedeny=0;
while（timedeny<10000000）
{
timedeny++;
}
ioctl（fd,0）;
}else
{
if（radius>=110）
{
ioctl（fd,4）;
timedeny=0;
while（timedeny<10000000）
{
timedeny++;
}
ioctl（fd,0）;
}
else
{
ioctl（fd,3）;
timedeny=0;
while（timedeny<10000000）
{
timedeny++;
}
ioctl（fd,0）;
}
}
}
//go（）;
printf（"gettarget\n"）;
//cvSaveImage（"/home/plg/pang.jpg",img）;
//cvShowImage（"result",img）;
bm=1;
}
else
{
///////停止峰鸣器
//stop_buzzer（）;
printf（"keepdedect\n"）;
ioctl（fd,0,0）;
bm=0;
}
}
//cvShowImage（"result",img）;
//cvSaveImage（"/home/plg/pang.jpg",img）;
cvReleaseImage（&gray）;
cvReleaseImage（&small_img）;
returnimg;
}
QImage&cvxCopyIplImage（constIplImage*pIplImage）;
voidTMainForm:
:
timerEvent（QTimerEvent*）
{
QImageimg=mybegin（）;
//img.load（"/home/plg/pang.jpg"）;
QPixmapmp;
mp.convertFromImage（img）;
m_led4->setPixmap（mp）;
}
TMainForm:
:
TMainForm（QWidget*parent,constchar*name,WFlagsf）
:
TMainFormBase（parent,name,f）
{
:
:
system（"kill-sSTOP`pidofled-player`"）;
m_fd=:
:
open（"/dev/leds0",O_RDONLY）;
if（m_fd<0）
{
m_fd=:
:
open（"/dev/leds",O_RDONLY）;
}
fd=open（"/dev/ledtest",0）;
if（fd<0）{
fd=open（"/dev/ledtest",0）;
}
if（fd<0）{
perror（"opendeviceleds"）;
}
system（"modprobehello"）;
fprintf（stderr,"keepdetect\n"）;
connect（m_led1,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（checkBoxClicked（）））;
connect（m_led2,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（checkBoxClicked（）））;
connect（m_led3,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（checkBoxClicked（）））;
connect（m_led4,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（checkBoxClicked（）））;
checkBoxClicked（）;
IplImage*frame;
frame=cvLoadImage（"/home/plg/pang.jpg"）;
initdevice（）;
startTimer
（1）;
}
TMainForm:
:
~TMainForm（）
{
:
:
close（m_fd）;
:
:
close（fd）;
ioctl（fd,0,0）;
}
voidTMainForm:
:
checkBoxClicked（）
{
ioctl（m_fd,int（m_led1->isChecked（））,0）;
ioctl（m_fd,int（m_led2->isChecked（））,1）;
ioctl（m_fd,int（m_led3->isChecked（））,2）;
ioctl（m_fd,int（m_led4->isChecked（））,3）;
}
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