花生_TL007

这个屌丝很懒，什么也没留下！

热门标签

第18届全国大学生智能汽车竞赛四轮车开源讲解【9】--出入库、三叉、T字_智能车电磁组出入库函数

作者：花生_TL007 | 2024-04-22 02:44:06

踩

智能车电磁组出入库函数

开源汇总写在下面

第18届全国大学生智能汽车竞赛四轮车开源讲解_Joshua.X的博客-CSDN博客

这应该是最后一章赛道元素了，其实三叉只出现了十六届、十七届这两届比赛。T字也只是出现了十七届一届比赛而已。车库和他们相比，稍微老一点，从十五届开始出现的。我和大家分享一下这几个元素的处理方法吧。

注：以下方案有可能会用到一个或者多个下述变量，以下变量均在开源【3】边线提取一章有讲。


const uint8  Standard_Road_Wide[MT9V03X_H];//标准赛宽数组
volatile int Left_Line[MT9V03X_H]; //左边线数组
volatile int Right_Line[MT9V03X_H];//右边线数组
volatile int Mid_Line[MT9V03X_H];  //中线数组
volatile int Road_Wide[MT9V03X_H]; //实际赛宽数组
volatile int White_Column[MT9V03X_W];//每列白列长度
volatile int Search_Stop_Line;     //搜索截止行,只记录长度，想要坐标需要用视野高度减去该值
volatile int Boundry_Start_Left;   //左右边界起始点
volatile int Boundry_Start_Right;  //第一个非丢线点,常规边界起始点
volatile int Left_Lost_Time;       //边界丢线数
volatile int Right_Lost_Time;
volatile int Both_Lost_Time;//两边同时丢线数
int Longest_White_Column_Left[2]; //最长白列,[0]是最长白列的长度，也就是Search_Stop_Line搜索截止行，[1】是第某列
int Longest_White_Column_Right[2];//最长白列,[0]是最长白列的长度，也就是Search_Stop_Line搜索截止行，[1】是第某列
int Left_Lost_Flag[MT9V03X_H] ; //左丢线数组，丢线置1，没丢线置0
int Right_Lost_Flag[MT9V03X_H]; //右丢线数组，丢线置1，没丢线置0

一、车库

1.1 出库

比赛时没有明文规定，但是一般约定俗成：车手准备好发车后，举手向裁判示意。按下设置好的发车按键，双手离开车，中间最好有1~2秒的时间间隔，车模再自行出发。为的是防止用手推车这样的协助发车情况。

说实话，四轮车出库其实可以不用写的，车子稍微歪着放在车库，让他自由寻迹即可。可以不用特别处理。

为了稳妥起见，这这里还是介绍几种办法，供出库使用。

法一：

车子放在车库，发车阶段让车模前轮左/右方向打死，速度给定速。编码器积分超过某一阈值，切换自由寻迹。

法二：

车子放在车库，发车阶段让车模前轮左/右方向打死，速度给定速。利用陀螺仪积分，航向角积分满90度左右（正90度或者负90度，取决于左或者右发车），切换自由寻迹。

法三：

车子放在车库，发车阶段让车模前轮左/右方向打死，速度给定速。利用图像，比视野变长，边界起始点靠下等条件。满足即可认为出库成功，切换自由寻迹。

1.2 入库

车模入库是一个很值得注意的问题。

因为能够跑完全程，但是入库失败是会罚时。有些情况入库失败没有触发计时装置会导致没有成绩的。我在现场以及车赛直播的时候经常有这种情况发生，很可惜。

不知道别人入库是怎么做的，我一直的利用的找斑马线。

1.2.1 斑马线

斑马线是在车库中心与赛道的中心区域，通常由黑色绝缘胶粘贴在赛道上。

详细参数见下图：

对于智能车而言，车子看到的图像是这样的。

最大的区别就是中间多了一片黑条区。

这时，最朴素的判断方法就有了。

法一：

固定区间里面找跳变。由于过于简单，前期可以使用，后期建议换掉。

划定一块区域（区域需要自行整定），（左边的像素点！=右边像素点）计数，超出某一阈值（阈值手动调整），认为斑马线。

代码如下：


/*
 * 斑马线检测函数，检测屏幕黑白跳变数，阈值可调，也要注意判断范围，近车靠头还是远离车头
 */
void Zebra_Detect(void)
{
    int i,j;
    change=0;
    for(i=55;i>=40;i--)
    {
        for(j=15;j<=90;j++)
        {
            if(image_two_value[i][j+1]-image_two_value[i][j]!=0)
            {
                change++;
            }
        }
    }
   // lcd_showint16(100,6,change);
    if(change>=100)
    {
 
        zebra_flag=1;
    }
    else
    {
        zebra_flag=0;
    }
}

这里的减法和不等号是一个意思，因为图片二值化后只有两个值：0x00，0xff。

法二：

是上面方法的改进，将固定区域换成满足某一条件的活动区域。

是我最后选择的方案

思路

元素互斥，斑马线需要与所有元素进行互斥
最长白列比较长（因为斑马线前后必定有直道）
最长白列位于偏中间的位置（因为最长白列会穿过斑马线）
边界起始点比较靠下，不一定在最下（因为斑马线前后必定有直道，斑马线会影响车子方向，车子会晃一下）
从下向上找赛道宽度很窄的地方，超过某一阈值，记录最后窄的地方的行数（由于斑马线条纹，赛道宽度会卡在两条条纹之间，远远小于标准赛道宽度）
找到赛道宽度过窄的地方，向上移动某行，向下移动某行，找到这两行的左右边界，圈定这一片区域进行跳变计数。

图示如下

先找到连续几行赛道很窄，找到了连续5行过窄。从这行开始向上找15行，往下找8行，找到这两行的左右边界，这样就圈定了一块区域，在这个区域内找跳变。大于某一阈值，认为是斑马线。

代码


/*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  @brief     斑马线检测
  @param     null
  @return    null
  Sample     Zebra_Stripes_Detect(void)
  @note      边界起始靠下，最长白列较长，赛道宽度过窄，且附近大量跳变
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void Zebra_Stripes_Detect(void)
{
    int i=0,j=0;
    int change_count=0;//跳变计数
    int start_line=0;
    int endl_ine=0;
    int narrow_road_count=0;
    if(Cross_Flag!=0||(1<=Ramp_Flag&&Ramp_Flag<=3)||Zebra_Stripes_Flag!=0||
       Stop_Flag!=0 ||Electromagnet_Flag!=0||Barricade_Flag!=0)//元素互斥，不是十字，不是，不是坡道，不是停车
    {
        return;
    }
 
    赛宽变化判斑马线
    if(Search_Stop_Line>=60&&
       30<=Longest_White_Column_Left[1]&&Longest_White_Column_Left[1]<=MT9V03X_W-30&&
       30<=Longest_White_Column_Right[1]&&Longest_White_Column_Right[1]<=MT9V03X_W-30&&
       Boundry_Start_Left>=MT9V03X_H-15&&Boundry_Start_Right>=MT9V03X_H-15)
    {//截止行长，.最长白列的位置在中心附近，边界起始点靠下
        for(i=65;i>=20;i--)//在靠下的区域进行寻找赛道宽度过窄的地方
        {
            if((Standard_Road_Wide[i]-Road_Wide[i])>10)
            {
                narrow_road_count++;//多组赛宽变窄，才认为是斑马线
                if(narrow_road_count>=5)
                {
                    start_line=i;//记录赛道宽度很窄的位置
                    break;
                }
            }
        }
    }
    if(start_line!=0)//多组赛宽变窄，，以赛道过窄的位置为中心，划定一个范围，进行跳变计数
    {
        start_line=start_line+8;
        endl_ine=start_line-15;
        if(start_line>=MT9V03X_H-1)//限幅保护，防止数组越界
        {
            start_line=MT9V03X_H-1;
        }
        if(endl_ine<=0)//限幅保护，防止数组越界
        {
            endl_ine=0;
        }
        for(i=start_line;i>=endl_ine;i--)//区域内跳变计数
        {
            for(j=Left_Line[i];j<=Right_Line[i];j++)
            {
                if(image_two_value[i][j+1]-image_two_value[i][j]!=0)
                {
                    change_count++;
 
                }
            }
        }
//        ips200_show_uint(0*16,100,change_count,5);//debug使用，查看跳变数，便于适应赛道
    }
 //画出区域，便于找bug，debug使用
//        Draw_Line( Left_Line[start_line], start_line, Left_Line[endl_ine], endl_ine);
//        Draw_Line( Left_Line[start_line], start_line, Right_Line[start_line], start_line);
//        Draw_Line(Right_Line[endl_ine], endl_ine, Right_Line[start_line], start_line);
//        Draw_Line(Right_Line[endl_ine], endl_ine, Left_Line[endl_ine], endl_ine);
//        ips200_draw_line ( Left_Line[start_line], start_line, Left_Line[endl_ine], endl_ine, RGB565_RED);
//        ips200_draw_line ( Left_Line[start_line], start_line, Right_Line[start_line], start_line, RGB565_RED);
//        ips200_draw_line (Right_Line[endl_ine], endl_ine, Right_Line[start_line], start_line, RGB565_RED);
//        ips200_draw_line (Right_Line[endl_ine], endl_ine, Left_Line[endl_ine], endl_ine, RGB565_RED);
 
    if(change_count>30)//跳变大于某一阈值，认为找到了斑马线
    {
        Zebra_Stripes_Flag=1;
    }
//相关参数显示。debug使用
//    ips200_show_uint(0*16,50,narrow_road_count,5);
//    ips200_show_uint(1*16,50,change_count,5);
}

实际使用效果良好，过可以把边界起始行条件放的再松一些。因为像上图，右边已经看到车库了，边界起始点已经比较高，才看清晰看到斑马线。

调试时可以用方框圈出区域，实际使用效果如下：

注意，会有一个地方会有误判

大S弯会有误判，因为右边赛道宽度很窄，其他条件都符合，大家可以把最长白列的位置放的再居中一点。

法三：

这是我后期想到的一个算法，理论上可行，实际上不知道效果怎样，因为我没有时间去实验了。在这里写一下，大家自行尝试。

我们在前文的巡线里面找过一个东西叫做最长白列。并且将所有列的最长白列长度存在了一个数组里面。

我们再看看一下斑马线实拍图。

我们是不是可以将最长白列理解为从下往上的边界。

那么，我们是否可以将纵向撕裂过多认为是斑马线呢？

我觉得是可以的。具体情况看各位大佬尝试，我只提出一个想法。

代码如下


/*-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  @brief     斑马线判断
  @param     null
  @return    null
  Sample     Zebra_Detect();
  @note      一个新想法，利用最长白列，每一列的最长白列可以看成从下往上的赛道边界，
            当看到斑马线时，会有较大的纵向撕裂，一条斑马线会有两次撕裂
            那么我用这个跳变计数，是否能识别斑马线呢，代码如下，
            我就不去测试了，看各位的测试结果了
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void Zebra_Detect(void)
{
    int j=0;
    int count=0;
    //前面的元素互斥各位自行补全
    if(Search_Stop_Line>=60)//视野很长
    {
        for(j=10;j<=MT9V03X_W-10;j++)
        {
            if(abs(White_Column[j]-White_Column[j+1])>=30)
            {
                count++;
            }
        }
    }
    if(count>=8)//阈值手动调整
    {
        Zebra_Stripes_Flag=1;
    }
}