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社区首页 >专栏 >树莓派综合项目2:智能小车(三)无线电遥控

树莓派综合项目2:智能小车(三)无线电遥控

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张国平
修改2021-02-26 23:18:42
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修改2021-02-26 23:18:42
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一、介绍

  阅读本篇文章前建议先参考前期文章:

树莓派基础实验34:L298N模块驱动直流电机实验

树莓派综合项目2:智能小车(一)四轮驱动

树莓派综合项目2:智能小车(二)tkinter图形界面控制

  《智能小车(一)四轮驱动》中,实现了代码输入对四个电机的简单控制。《智能小车(二)tkinter图形界面控制》中,实现了本地图形界面控制小车的前进后退、转向和原地转圈。

  本实验中将使用无线电遥控设备控制小车的前进后退、转向和原地转圈。使用传统无线电通信设备通信仍然是非常重要的通信方式,比如无线电台、对讲机,航模、车模、船模遥控等等。与手机移动网络、WIFI连接相比,无线电连接有它独特的优势,遥控距离远,实时性好,操作灵活,不受网络信号限制。

  其它基础内容可以参考文集:树莓派基础实验

二、组件

★Raspberry Pi 3 B+全套*1

★睿思凯Frsky XM+ 迷你接收机*1

★电平反向器模块*1

★睿思凯Frsky Taranis X9D PLUS SE2019遥控器*1

★L298N扩展板模块*1

★智能小车底板模块*1

★减速电机和车轮*4

★跳线若干

三、实验原理

本实验中使用的遥控系统可以自行选择其它品牌的产品,如国产的天地飞还不错。

睿思凯Frsky Taranis X9D PLUS SE2019遥控器

这里的遥控器就是像电视机遥控器、空调遥控器一样可以不用接触到被控设备,而通过一个手持器件,使用无线电与被控设备进行通信,从而达到对设备的控制。

遥控器想到达到与小车通信的功能需要有两部分配合完成。即:发射器(遥控器)与接收机。遥控器上的控制杆转为无线电波发送给接收机,而接收机通过接收无线电波,读取遥控器上控制杆的读数,并转为数字信号发送到树莓派中。

接收机输出两种信号,一种是模拟信号PWM,一种是SBUS数字信号。

Frsky XM+接收机

Frsky XM+ 参数

由于每一路遥控器通道都需要一个PWM采集器进行采集,但是对于树莓派来说不可能使用多个定时器来采集多个通道的PWM,这对于树莓派的GPIO端口资源来说十分浪费,因此我采用的就是SBUS信号,可以在一个管脚中传输多路控制信号。

S-BUS其实是一种串口通信协议,采用100000的波特率,数据位点8bits,停止位点2bits,偶效验,即8E2的串口通信。使用树莓派的串口GPIO(TXD/RXD)中的RXD端口接收接收机的SBUS输出信号,解析出每路通道的控制信号,进而控制小车行进。

但是S-BUS采用的是反向电平传输,也就是说,在S-BUS的发送端高低电平是反向的,协议中的所有高电平都被转换成低电平,协议中的所有低电平都被转换成高电平。所以在S-BUS的接收端需要增加一个高低电平反向器来进行电平反转。

电平反相器

关于解析无线电接收机PWM、SBUS信号的更详细内容,请参考树莓派基础实验39:解析无线电接收机PWM、SBUS信号

四、实验步骤

第1步: 连接电路。在树莓派综合项目2:智能小车(一)四轮驱动中的接线基础上,接入电平反向器、无线电接收机。

树莓派(name)

树莓派(BOARD)

L298N小车扩展板

GPIO.0

11

ENA

GPIO.2

13

IN1

GPIO.3

15

IN2

GPIO.1

12

ENB

GPIO.4

16

IN3

GPIO.5

18

IN4

GND

GND

电池组供电负极

关于这里树莓派GND、L298N小车扩展板的电池组供电负极相连,是特殊情况下的情况,经测试发现: 如果树莓派用的是充电头供电,而L298N扩展板用的是电池组供电,这两个负极必须相连,否则马达不动。 如果树莓派用的是L298N扩展板接出来的5V供电,即两者同一个电源,则这里不用连接。

L298N小车扩展板

电池组

树莓派

电压表头

马达

电池+(-)

电池+(-)

5V供电

电源接口

+(-)

+(-)

T1(L后)

+(-)

T2(L前)

+(-)

T3(R前)

+(-)

T4(R后)

+(-)

树莓派(name)

树莓派(BOARD)

电平反向器

无线电接收机

A6

SBUS_OUT

RXD

10

B6

3.3V

1

VCC

0V

9

GND

5V

2

VCC

0V

14

GND

这里也要注意,由于树莓派的GPIO只能接收3.3V的最高输入,所以电平反相器的电源也只能使用3.3V,若反向后接收的信号需要是5V,则电平反相器的电源就使用5V。

智能小车四轮驱动电路图

树莓派智能小车

这里我将18650电池组换成了航模使用的格氏ACE锂电池(3S/11.1V/2200MAH/40C),电压更高,能给树莓派提供更稳定的电源,动力性也更好,效果非常不错。

第2步: 编写电机的驱动程序,文件名为motor_4w.py。与树莓派综合项目2:智能小车(一)四轮驱动中的程序完全相同。

  该车的行进控制与履带车的行进控制类似:

前进和后退很简单,左右两边的方向都朝前或朝后,速度一致; 原地顺时针旋转时,左边轮子前进,右边轮子后退,速度一致; 原地逆时针旋转时,左边轮子后退,右边轮子前进,速度一致; 偏左前进时,左右两边的方向都朝前,左轮速度比右轮速度慢一点; 偏右前进时,左右两边的方向都朝前,左轮速度比右轮速度快一点; 偏左后退时,左右两边的方向都朝后,左轮速度比右轮速度慢一点; 偏右后退时,左右两边的方向都朝后,左轮速度比右轮速度快一点;

motor_4w.py:

#!/usr/bin/env python
#-*- coding: utf-8 -*-
#本模块只含SMPcar()一个类,用于树莓派对电机信号的控制
#通过GPIO输出信号,直接对某个电机的转动方向、速度进行控制

import RPi.GPIO as GPIO

class SMPcar():
    '''控制小车四轮动作的类'''
    ENA = 11  #使能信号A,左边两轮
    IN1 = 13  #信号输入1
    IN2 = 15  #信号输入2
    ENB = 12  #使能信号B,右边两轮
    IN3 = 16  #信号输入3
    IN4 = 18  #信号输入4

    GPIO.setwarnings(False) #关闭警告

    def setGPIO(self):
        '''初始化引脚'''
        GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
        GPIO.setup(SMPcar.ENA, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(SMPcar.IN1, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(SMPcar.IN2, GPIO.OUT)
        
        GPIO.setup(SMPcar.ENB, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(SMPcar.IN3, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(SMPcar.IN4, GPIO.OUT)
    
    def pwm(self,pwm): 
        '''初始化PWM(脉宽调制),返回PWM对象'''
        EN_pwm = GPIO.PWM(pwm, 500)
        EN_pwm.start(0)
        return EN_pwm

    def changespeed(self,pwm,speed):
        '''通过改变占空比改变马达转速'''
        pwm.ChangeDutyCycle(speed)
    
    def clockwise(self,in1_pin,in2_pin):
        '''马达顺时针转的信号'''
        GPIO.output(in1_pin, 1)
        GPIO.output(in2_pin, 0)
 
    def counter_clockwise(self,in1_pin,in2_pin):
        '''马达逆时针转的信号'''
        GPIO.output(in1_pin, 0)
        GPIO.output(in2_pin, 1)
    
    def stop_car(self,in1_pin,in2_pin):
        '''马达制动的信号'''
        GPIO.output(in1_pin, 0)
        GPIO.output(in2_pin, 0)
     #使能信号为低电平,或者高电平(占空比设为100,IN1和IN2都为0或1时)马达制动
        
    def destroy(self,A,B):
        '''结束程序时清空GPIO状态'''
        A.stop()
        B.stop()
        GPIO.cleanup()    # Release resource


if __name__ == '__main__':     # 本模块单独测试时运行使用

    try:
        smpcar = SMPcar() #创建树莓派小车对象
        smpcar.setGPIO()  #初始化引脚

        ENA_pwm=smpcar.pwm(smpcar.ENA) #初始化使能信号PWM,A为左边车轮
        ENB_pwm=smpcar.pwm(smpcar.ENB) #初始化使能信号PWM,B为右边车轮
        
        while True:
            '''通过输入的命令改变马达转动'''
            cmd = raw_input("Command, E.g. ff30ff30 :")
            direction = cmd[0] #只输入字母b时,小车刹车
            A_direction = cmd[0:2] #字符串0/1两位为控制A(左边车轮)方向信号
            B_direction = cmd[4:6] #4/5位为控制B(右边车轮)方向信号
        
            A_speed = cmd[2:4] #字符串2/3两位为控制A(左边车轮)速度信号
            B_speed = cmd[6:8] #字符串6/7两位为控制B(右边车轮)速度信号
            print (A_direction,B_direction,A_speed,B_speed) #测试用
        
            if A_direction == "ff": #控制A(左边车轮)顺时针信号
                smpcar.clockwise(smpcar.IN1,smpcar.IN2)
            if A_direction == "00": #控制A(左边车轮)逆时针信号
                smpcar.counter_clockwise(smpcar.IN1,smpcar.IN2)
            if B_direction == "ff": #控制B(右边车轮)顺时针信号
                smpcar.clockwise(smpcar.IN3,smpcar.IN4)
            if B_direction == "00": #控制B(右边车轮)逆时针信号
                smpcar.counter_clockwise(smpcar.IN3,smpcar.IN4)

            if direction == "b": #小车刹车,IN1和IN2都为0,马达制动
                smpcar.stop_car(smpcar.IN1,smpcar.IN2)
                smpcar.stop_car(smpcar.IN3,smpcar.IN4)
                continue #跳出本次循环

            # 通过输入的两位数字设置占空比,改变马达转速
            smpcar.changespeed(ENA_pwm,int(A_speed))
            smpcar.changespeed(ENB_pwm,int(B_speed))

    except KeyboardInterrupt:  # When 'Ctrl+C' is pressed, the child program destroy() will be  executed.
        smpcar.destroy(ENA_pwm,ENB_pwm)
    finally:
        smpcar.destroy(ENA_pwm,ENB_pwm)

第3步: 小车行进控制模块,文件名为moving_control.py,设计小车的移动行为,方向控制分为:原地左转弯、原地右转弯、直线前进、直线后退、刹车,而向前左偏移开进或右偏移开进等,由左右两边不同的速度(油门)来控制。

moving_control.py:

#-*- coding: utf-8 -*-
#本模块只含MovingControl()一个类,针对遥控器的控制方式,设计小车的移动行为
#方向控制分为:原地左转弯、原地右转弯、直线前进、直线后退、刹车
#而向前左偏移开进或右偏移开进等,由左右两边不同的速度(油门)来控制

class MovingControl():
    def __init__(self, smpcar,pwm1,pwm2):
        self.smpcar=smpcar
        self.ENA_pwm=pwm1
        self.ENB_pwm=pwm2
        self.rudder_value = 0
        self.acc_value = 0
        
    def accelerator(self,rate_left=1,rate_right=1):
        '''速度(油门)控制'''
        #rate_left为向左偏移行进时,降低左边轮的速度
        #rate_right为向右偏移行进时,降低右边轮的速度
        self.smpcar.changespeed(self.ENA_pwm,self.acc_value * rate_left)
        self.smpcar.changespeed(self.ENB_pwm,self.acc_value * rate_right)
    
    def leftTurn(self):
        '''原地左转弯'''
        self.smpcar.counter_clockwise(self.smpcar.IN1,self.smpcar.IN2) #左边车轮后退
        self.smpcar.clockwise(self.smpcar.IN3,self.smpcar.IN4) #右边车轮前进
        
    def rightTurn(self):
        '''原地右转弯'''
        self.smpcar.clockwise(self.smpcar.IN1,self.smpcar.IN2)
        self.smpcar.counter_clockwise(self.smpcar.IN3,self.smpcar.IN4)

    def forward(self):
        '''直线前进'''
        self.smpcar.clockwise(self.smpcar.IN1,self.smpcar.IN2)
        self.smpcar.clockwise(self.smpcar.IN3,self.smpcar.IN4)
    
    def reverse(self):
        '''直线后退'''
        self.smpcar.counter_clockwise(self.smpcar.IN1,self.smpcar.IN2)
        self.smpcar.counter_clockwise(self.smpcar.IN3,self.smpcar.IN4)
       
    def brake(self):
        '''刹车'''
        self.smpcar.stop_car(self.smpcar.IN1,self.smpcar.IN2)
        self.smpcar.stop_car(self.smpcar.IN3,self.smpcar.IN4)

第4步: 编写SBUS信号接收解析模块,文件名为sbus_receiver_pi.py,与树莓派基础实验39:解析无线电接收机PWM、SBUS信号中的Python2程序有所不同,下面的程序在Python3中运行,并标注了两者的不同之处。

sbus_receiver_pi.py:

#!/usr/bin/env python
#-*- coding: utf-8 -*-
#本模块只含SBUSReceiver()一个类,用于获取和解析遥控器接收机的SBUS输出信号
#并能返回每个通道的数值,遥控器的failsafe信号状态,每次获得数据帧的长度和这次数据的延迟时间

#import array #python2运行时需要,array模块是python中实现的一种高效的数组存储类型
import serial #serial模块封装了对串行端口的访问
#import binascii #python2运行时需要,binascii模块包含很多在二进制和ASCII编码的二进制表示转换的方法
#import codecs #python2运行时需要,Python中专门用作编码转换的模块
import time

class SBUSReceiver():
    def __init__(self, _uart_port='/dev/ttyAMA0'):

        #初始化树莓派串口参数
        self.ser = serial.Serial(
            port=_uart_port,            #树莓派的硬件串口/dev/ttyAMA0
            baudrate = 100000,          #波特率为100k
            parity=serial.PARITY_EVEN,  #偶校验
            stopbits=serial.STOPBITS_TWO,#2个停止位
            bytesize=serial.EIGHTBITS,   #8个数据位
            timeout = 0,
        )

        # 常数
        #这里注意:Python2 与Python3 的编码方式是不同的
        #self.START_BYTE = b'\x0f'   #python2运行时用这句,起始字节为0x0f
        #self.END_BYTE = b'\x00'     #python2运行时用这句,结束字节为0x00
        self.START_BYTE = 0x0f  #python3运行时用这句,起始字节为0x0f
        self.END_BYTE = 0x00    #python3运行时用这句,结束字节为0x00
        self.SBUS_FRAME_LEN = 25    #SBUS帧有25个字节
        self.SBUS_NUM_CHAN = 18     #18个通道
        self.OUT_OF_SYNC_THD = 10
        self.SBUS_NUM_CHANNELS = 18 #18个通道
        self.SBUS_SIGNAL_OK = 0     #信号正常为0
        self.SBUS_SIGNAL_LOST = 1       #信号丢失为1
        self.SBUS_SIGNAL_FAILSAFE = 2   #输出failsafe信号时为2

        # 堆栈变量初始化
        self.isReady = True
        self.lastFrameTime = 0
        self.sbusBuff = bytearray(1)  # 用于同步的单个字节
        
        #bytearray(n) 方法返回一个长度为n的初始化数组;
    '''这里Python2与Python3存储数据的编码格式会不同'''
        self.sbusFrame = bytearray(25)  # 单个SBUS数据帧,25个字节
        
        # 接收到的各频道值,前面的Python2中使用了数组
        #self.sbusChannels = array.array('H', [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])  
        #array.array(typecode,[initializer]) --typecode:元素类型代码;initializer:初始化器,若数组为空,则省略初始化器
        # 接收到的各频道值,Python3中这里也可以使用列表
        self.sbusChannels = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
        self.failSafeStatus = self.SBUS_SIGNAL_FAILSAFE

    def get_rx_channels(self):
        """
        用于读取最后的SBUS通道值
        返回:由18个无符号短元素组成的数组,包含16个标准通道值+ 2个数字(ch17和18)
        """
        return self.sbusChannels

    def get_rx_channel(self, num_ch):
        """
        用于读取最后的SBUS某一特定通道的值
        num_ch: 要读取的某个通道的通道序号
        返回:某一通道的值
        """
        return self.sbusChannels[num_ch]

    def get_failsafe_status(self):
        """
        用于获取最后的FAILSAFE状态
        返回: FAILSAFE状态值
        """
        return self.failSafeStatus

    def decode_frame(self):
        """
        对每帧数据进行解码,每个通道的值在两个或三个不同的字节之间,要读取出来很麻烦
        不过futaba已经发布了下面的解码代码
        """
        def toInt(_from):
            #encode() 方法以指定的编码格式编码字符串。
            #int() 函数用于将一个字符串或数字转换为整型。
            
            #return int(codecs.encode(_from, 'hex'), 16) #Python2中要使用这句,转换编码格式
            return _from      #Python3中要使用这句,即不用转换编码格式
            
        #CH1 = [data2]的低3位 + [data1]的8位(678+12345678 = 678,12345678)
        self.sbusChannels[0]  = ((toInt(self.sbusFrame[1])      |toInt(self.sbusFrame[2])<<8)                                   & 0x07FF);
        #CH2 = [data3]的低6位 + [data2]的高5位(345678+12345 = 345678,12345 )
        self.sbusChannels[1]  = ((toInt(self.sbusFrame[2])>>3   |toInt(self.sbusFrame[3])<<5)                                   & 0x07FF);
        #CH3 = [data5]的低1位 + [data4]的8位 + [data3]的高2位(8+12345678+12 = 8,12345678,12)
        self.sbusChannels[2]  = ((toInt(self.sbusFrame[3])>>6   |toInt(self.sbusFrame[4])<<2 |toInt(self.sbusFrame[5])<<10)     & 0x07FF);
        self.sbusChannels[3]  = ((toInt(self.sbusFrame[5])>>1   |toInt(self.sbusFrame[6])<<7)                                   & 0x07FF);
        self.sbusChannels[4]  = ((toInt(self.sbusFrame[6])>>4   |toInt(self.sbusFrame[7])<<4)                                   & 0x07FF);
        self.sbusChannels[5]  = ((toInt(self.sbusFrame[7])>>7   |toInt(self.sbusFrame[8])<<1 |toInt(self.sbusFrame[9])<<9)      & 0x07FF);
        self.sbusChannels[6]  = ((toInt(self.sbusFrame[9])>>2   |toInt(self.sbusFrame[10])<<6)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[7]  = ((toInt(self.sbusFrame[10])>>5  |toInt(self.sbusFrame[11])<<3)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[8]  = ((toInt(self.sbusFrame[12])     |toInt(self.sbusFrame[13])<<8)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[9]  = ((toInt(self.sbusFrame[13])>>3  |toInt(self.sbusFrame[14])<<5)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[10] = ((toInt(self.sbusFrame[14])>>6  |toInt(self.sbusFrame[15])<<2|toInt(self.sbusFrame[16])<<10)    & 0x07FF);
        self.sbusChannels[11] = ((toInt(self.sbusFrame[16])>>1  |toInt(self.sbusFrame[17])<<7)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[12] = ((toInt(self.sbusFrame[17])>>4  |toInt(self.sbusFrame[18])<<4)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[13] = ((toInt(self.sbusFrame[18])>>7  |toInt(self.sbusFrame[19])<<1|toInt(self.sbusFrame[20])<<9)     & 0x07FF);
        self.sbusChannels[14] = ((toInt(self.sbusFrame[20])>>2  |toInt(self.sbusFrame[21])<<6)                                  & 0x07FF);
        self.sbusChannels[15] = ((toInt(self.sbusFrame[21])>>5  |toInt(self.sbusFrame[22])<<3)                                  & 0x07FF);

        #17频道,第24字节的最低一位
        if toInt(self.sbusFrame[23])  & 0x0001 :
            self.sbusChannels[16] = 2047
        else:
            self.sbusChannels[16] = 0
        #18频道,第24字节的低第二位,所以要右移一位
        if (toInt(self.sbusFrame[23]) >> 1) & 0x0001 :
            self.sbusChannels[17] = 2047
        else:
            self.sbusChannels[17] = 0

        #帧丢失位为1时,第24字节的低第三位,与0x04进行与运算
        self.failSafeStatus = self.SBUS_SIGNAL_OK
        if toInt(self.sbusFrame[23]) & (1 << 2):
            self.failSafeStatus = self.SBUS_SIGNAL_LOST
        #故障保护激活位为1时,第24字节的低第四位,与0x08进行与运算   
        if toInt(self.sbusFrame[23]) & (1 << 3):
            self.failSafeStatus = self.SBUS_SIGNAL_FAILSAFE


    def update(self):
        """
        我们需要至少2帧大小,以确保找到一个完整的帧
        所以我们取出所有的缓存(清空它),读取全部数据,直到捕获新的数据
        首先找到END BYTE并向后查找SBUS_FRAME_LEN,看看它是否是START BYTE
        """

        #我们是否有足够的数据在缓冲区和有没有线程在后台?
        if self.ser.inWaiting() >= self.SBUS_FRAME_LEN*2 and self.isReady: #inWaiting()返回接收缓存中的字节数
            self.isReady = False    #表明有线程在运行,isReady = False
            
            # 读取所有临时帧数据
            tempFrame = self.ser.read(self.ser.inWaiting())
            # 在缓冲区帧的每个字符中,我们寻找结束字节
            for end in range(0, self.SBUS_FRAME_LEN):
                #寻找结束字节,从后向前查找
                if tempFrame[len(tempFrame)-1-end] == self.END_BYTE :
                    #从最后的命中点减去SBUS_FRAME_LEN寻找起始字节
                    if tempFrame[len(tempFrame)-end-self.SBUS_FRAME_LEN] == self.START_BYTE :
                        # 如果相等,则帧数据正确,数据以8E2包到达,因此它已经被校验过
                        # 从临时帧数据中取出刚验证正确的一段正确帧数据
                        lastUpdate = tempFrame[len(tempFrame)-end-self.SBUS_FRAME_LEN:len(tempFrame)-1-end]
                        if not self.sbusFrame == lastUpdate: #相等即表示没有操作,不用再次解码
                            self.sbusFrame = lastUpdate
                            self.decode_frame() #调用解码函数

                        self.lastFrameTime = time.time() # 跟踪最近的更新时间
                        self.isReady = True
                        break

if __name__ == '__main__':

    sbus = SBUSReceiver('/dev/ttyAMA0')

    while True:
        time.sleep(0.005)

        # X8R的SBUS信号是间隔6ms发送一次,一次持续发送3ms;
        # 不要调用sbus.update()太快,如果sbus.ser.inWaiting()>50,且增长很多,可以调用sbus.update()快点,即time.sleep()延迟短点;
        # 如果sbus.ser.inWaiting()<50,可以调用sbus.update()慢点,即time.sleep()延迟长点;
        sbus.update()

        #在您的代码中,您可以调用sbus.get_rx_channels()来获取所有数据,或者调用sbus.get_rx_channels()[n]来获取第n个通道的值;
        #或get_rx_channel(self, num_ch)来获得第num_ch个通道的值;
        print(sbus.get_failsafe_status(), sbus.get_rx_channels(), str(sbus.ser.inWaiting()).zfill(4) , (time.time()-sbus.lastFrameTime))
        #str() 函数将对象转化为适于人阅读的形式,将指定的值转换为字符串。
        #zfill() 方法返回指定长度的字符串,原字符串右对齐,前面填充0。
        #(time.time()-sbus.lastFrameTime)用于展示得到最近这次数据的延迟

第5步: 编写树莓派智能小车的主程序,文件名为smartcar.py,将这4个Python文件放入一个文件夹后,只运行本文件就可以了。

smartcar.py:

#!/usr/bin/env python
#-*- coding: utf-8 -*-
#本模块为树莓派小车的主程序
from motor_4w import SMPcar
from sbus_receiver_pi import SBUSReceiver
from moving_control import MovingControl
import time

try:
    sbus_receiver = SBUSReceiver('/dev/ttyAMA0') #初始化实例
    smp_car = SMPcar() #初始化实例
    smp_car.setGPIO()  #初始化引脚
    
    ENA_pwm = smp_car.pwm(smp_car.ENA) #初始化使能信号PWM,A为左边车轮
    ENB_pwm = smp_car.pwm(smp_car.ENB) #初始化使能信号PWM,B为右边车轮
    
    smartcar = MovingControl(smp_car,ENA_pwm,ENB_pwm)  ##初始化实例
    
    acc_value_sbus = 172  #3通道,即油门的值,最低时为172
    while True:
        time.sleep(0.005)
        sbus_receiver.update() #获取一个完整的帧数据
            
        aileron_value = sbus_receiver.get_rx_channel(0) #1通道为副翼通道,这里控制车原地转向
        elevator_value = sbus_receiver.get_rx_channel(1)#2通道为升降舵通道,这里控制车前进后退
        smartcar.rudder_value = sbus_receiver.get_rx_channel(3)#4通道为方向舵通道,这里控制车左右偏移行进
            
        if sbus_receiver.get_rx_channel(2):
            acc_value_sbus = sbus_receiver.get_rx_channel(2) #3通道为油门通道,这里控制车速度
        #将172~1811的油门通道值转换为0~100的占空比信号,
        smartcar.acc_value = int(100*(acc_value_sbus-172)/(1811-172))
           
        if 970 < smartcar.rudder_value < 1100: #没有左右偏移时,中间值为992,但遥控器微调时会有上下浮动
            smartcar.accelerator()
        elif smartcar.rudder_value >=1100:      #向右偏移行进时
            rate_right = (1811.0 - smartcar.rudder_value)/(1811-1100) 
            #最大值一般为1811,这里使用浮点类型,所以一定要使用1811.0
            smartcar.accelerator(1,rate_right)
            
        elif smartcar.rudder_value <=970:       #向左偏移行进时
            rate_left = (smartcar.rudder_value - 172.0)/(970-172)  
            #最小值为172,这里使用浮点类型,所以一定要使用172.0
            smartcar.accelerator(rate_left,1)
        print(elevator_value,smartcar.acc_value,aileron_value,smartcar.rudder_value)#测试数据用
            
        if aileron_value >= 1100:  #原地左转弯
            smartcar.leftTurn()
        elif aileron_value <= 970: #原地右转弯
            smartcar.rightTurn()
        else : 
            smartcar.brake()       #停车
                
        if elevator_value >=1100:  #前进
            smartcar.forward()
        elif elevator_value <=970: #后退
            smartcar.reverse()
                                   #循环最后,这里不能再用停车了
except KeyboardInterrupt:  
    smp_car.destroy(ENA_pwm,ENB_pwm)
finally:
    smp_car.destroy(ENA_pwm,ENB_pwm)

操控演示视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1Q5411L75a/

最近太忙,这篇文章拖了很久才完成,当中克服了一个个不懂的技术难点和BUG,不过终于实现了遥控小车的想法,成功将无线电遥控和树莓派结合起来。

辛苦是值得的,学到不少东西,后面将陆续把各种传感器加入进来,实现智能化。

这个项目的代码90%是我原创瞎写的,有需要参考的同学可以下载:

树莓派智能小车项目python源代码下载

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