描述
<p style="line-height:1.8;"> </p>
<h3 style="line-height:1.8;">* 1、项目功能介绍</h3>
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<p>本系统以mspm0g3507为核心，利用各种模块联合控制，完成了循迹跑圈与激光打靶。使用mspm0g3507作为车子的主控芯片。使用灰度传感器加PID算法进行黑线识别定位。经测试，本系统能够绕地图行驶设定圈数，并且在地图各个位置做到精准打靶，以及在靶面上画出矩形。综上，本系统能够完成简易自行瞄准装置的任务要求。</p>
<h3 style="line-height:1.8;">*2、项目属性</h3>
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<p style="line-height:1.8;">系统框图如图1所示，主要由电机驱动模块、主控M0G3507模块、维特陀螺仪JY901S模块、OLED模块、LCD模块、光电传感器模块、云台控制驱动、云台模块、视觉maxicam pro模块、电源输入部分组成。</p>
<p>系统组成原理框图如图1所示：</p>
<p>图如图1所示：</p>
<p><img style="margin-left:auto;margin-right:auto;" src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/6f10f6797a8d414fa381b5fef45c951a.png" alt="6f10f6797a8d414fa381b5fef45c951a.png"></p>
<p style="text-align:center;">图1 系统组成原理框图</p>
<p style="text-align:left;">云台采用无刷电机云台，淘宝商家为这家</p>
<p style="line-height:1.8;"> </p>
<p style="line-height:1.8;"><img style="margin-left:auto;margin-right:auto;" src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/f52760e6c7c944458e28ef79ced62d7b.jpg" alt="f52760e6c7c944458e28ef79ced62d7b.jpg"></p>
<p style="line-height:1.8;">其余模块均为自制，详情请看后文</p>
<h3 style="line-height:1.8;">* 3、开源协议</h3>
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<p style="line-height:1.8;"><strong><span style="font-size:14pt;color:#95a5a6;">GPL3.0开源协议;</span></strong></p>
<h3 style="line-height:1.8;">*4、硬件部分</h3>
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<p>云台控制板原理图如图</p>
<p style="line-height:1.8;"><img style="margin-left:auto;margin-right:auto;" src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/ebf9b6e9b6674c3782293abf1b93d459.png" alt="ebf9b6e9b6674c3782293abf1b93d459.png"></p>
<p style="line-height:1.8;"> </p>
<p style="line-height:1.8;">电机控制板原理图如图</p>
<p style="line-height:1.8;"><img style="margin-left:auto;margin-right:auto;" src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/011c7e8b5d0b4bf7a5c36d925ca38385.png" alt="011c7e8b5d0b4bf7a5c36d925ca38385.png"></p>
<p style="line-height:1.8;">主控板原理图如图</p>
<p style="line-height:1.8;"><img style="margin-left:auto;margin-right:auto;" src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/518fc6596f8d4ef5aa6ed119f167b92b.png" alt="518fc6596f8d4ef5aa6ed119f167b92b.png"></p>
<p style="line-height:1.8;">maxicam pro支架为fusion360制作，具体文件可以在附近中下载</p>
<p style="line-height:1.8;"><img style="margin-left:auto;margin-right:auto;" src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/4b50abe2b9c5442d82b3f914aa04be33.png" alt="4b50abe2b9c5442d82b3f914aa04be33.png"></p>
<h3 style="line-height:1.8;">*5、软件部分</h3>
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<p>主控端（m0g3507）</p>
<p>电机测速：由于m0g3507的定时器只有一路编码器，无法使用编码器模式进行对两个电机进行测速，故电机的测速使用外部中断进行模拟编码。每个电机的编码器引脚接入两个输入模式的IO口，IO口对输入脉冲进行检测，每当有脉冲进入，触发m0芯片的外部中断，记录脉冲个数，再经由定时器，每隔十毫秒将累计的脉冲个数统计下来并将脉冲个数清零，即将每十毫秒所记录的脉冲个数视作电机的转速，达到测速效果。</p>
<p>PID算法：主控端使用三处pid算法：（1）电机控速，通过设定的目标速度与实际速度进行误差运算，得出比较值累加并直接赋予pwm,当实际速度与目标速度接近，误差值较小，比较值累加到某一特定值作为pwm输出即为期望速度。（2）循迹，将每路循迹给予不同的权重，左四路为正，右四路为负，两边相加算出误差值，加入pid算法中，得出的比较值分别给左轮和右轮的期望速度进行加减，使两个轮子产生速度差，达到左右偏能够差速调整的循迹效果。（3）陀螺仪转弯，在转弯时设定目标角度，与实际角度计算误差值，并代入pid算法计算出目标输出，分别赋予左右轮并令其正反转，转到一定角度后误差值为零即结束，达到原地转弯的效果。</p>
<p>按键控制：采用两个按键key1,key2,key1每按下一次目标圈数+1，key2按下后车子进入工作模式。</p>
<p>圈数统计：陀螺仪每转一个90°标志位+1，总圈数=标志位/4，当总圈数=目标圈数，车子停止。</p>
<p>云台控制</p>
<p>云台端：二轴云台通过can模块与stm32进行通信，从32端发送指令控制云台转动指定角度。</p>
<p>stm32端：接收视觉所发坐标误差数据，利用卡尔曼滤波算法与PID误差算法，平滑噪声，并映射出不同打靶角度，将数据发送给云台，驱动旋转，激光打靶。</p>
<p>视觉处理</p>
<p>通信协议：设计多数据、不定长通信协议，与32端完成通信解析</p>
<p>矩形寻找：采用灰度图像，摒弃颜色干扰，利用cv库函数，边沿检测查找轮廓并通过多边形逼近排查矩形。</p>
<p>背景干扰排除：进行膨胀处理，确保图形完整度。</p>
<p>筛选处理：通过面积阈值，长宽比，最小外界长方形进行多重筛选。</p>
<p>激光坐标拟合：由于激光位置与摄像头不能完全拟合，在不同位置下坐标存在误差，故通过算法进行拟合。</p>
<p>标志位划分任务：根据32端指令，置不同标志位开启不同任务模式</p>
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