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半岛·综合体育官网入口 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

时间： 编辑：admin 浏览：46

下面写开源概要。第十八届全国大学生智能汽车大赛四轮车开源讲解_Joshua.X的博客-CSDN博客开源链接写在下面

这应该是关于赛道元素的最后一章了。其实三叉形只出现在16、17场比赛中。T形也只出现在17场比赛中。车库比它们稍微老一点，出现在15场比赛中。让我来和大家分享一下如何处理这些元素。

注意：以下方案可能使用以下一个或多个变量，所有这些变量都在开源[3]中有关边缘提取的章节中进行了讨论。

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

注：文中所有参数及角点范围仅供参考，实际参数请根据需求调整！！！！！！！！！

其实智能小车的一切参数都是需要根据你的实际情况进行调整的，千万不要一模一样的照搬！！！

1. 车库 1.1 出车库

比赛中没有明确的规则，但一般约定俗成，当车手准备起步时，举手示意裁判，按下设定的起步按钮，双手离开车体，车模自行起步前最好有1~2秒的时间间隔，这样可以避免用推车辅助起步。

说实话，四轮车出车库时半岛·综合体育官网入口，你不需要记下指示。你可以将车辆稍微倾斜地放在车库里，让它自由地找到方向。不需要特殊处理。

bd84cb5f0358486aba57e0889d8ec9f4.jpeg

无需特殊处理，就这样放着就可以自行出库

为了保险起见，这里提供几种出仓的方法。

方法 1：

汽车放置于车库内，启动阶段，汽车模型前轮左转/右转，速度设置为给定速度，当编码器积分超过一定阈值时，切换自由循迹。

方法 2：

汽车放置于车库内，起步阶段将汽车模型前轮左/右转向至极限，速度设置为给定速度，利用陀螺仪积分将航向角积分到90度左右（正90度或负90度，取决于汽车是从左侧还是右侧起步），然后切换自由循迹。

2f5290b117074d29a7f2ca0b19da53a0.png

车库与轨道垂直，陀螺仪积分90度即为退出成功。

方法 3：

汽车放置于车库内，出发阶段，汽车模型前轮左转/右转，速度设定为给定速度，通过图像判断长于视野、边界起点较低等条件，若满足条件则认为出发成功，切换自由跟踪。

1.2 仓储

汽车模型的存储是一个值得关注的问题。

因为你可以完成比赛，但是如果你没能进入停车位，你就会受到惩罚。有些情况下，如果你没能进入停车位，计时装置就不会被触发，导致没有成绩。我在比赛直播期间经常遇到这种情况，很遗憾。

不知道别人怎么存东西，我都是走斑马线的。

1.2.1 斑马线

斑马线位于车库中心与轨道中心之间，一般用黑色绝缘胶粘在轨道上。

详细参数见下图：

2a73e55ac73141d992d0e30dc5842686.png

斑马线详细参数

对于智能汽车来说，这就是汽车看到的图像。

db852bae783b43d983d6ada55a58e6da.jpeg

智能汽车视野中的斑马线

最大的区别就是中间多了一个黑条。

这时候就可以用最简单的方法进行判断。

方法 1：

在固定范围内寻找跳跃，因为太过简单，前期可以用，但后期建议替换。

定义一个区域（区域需要自己调整），（左边的像素点!=右边的像素点）计数，如果超过一定阈值（阈值手动调整）则认为是斑马线。

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意思是一样的，因为图像二值化之后只有0x00和0xff两个值。

方法 2：

它是上述方法的改进，用满足一定条件的活动区域代替固定区域。

这是我最后选择的解决方案

想法

元素是互斥的，斑马线需要和所有元素互斥。最长的白色柱比较长（因为斑马线前后都要有直路）。最长的白色柱位于中间（因为最长的白色柱会越过斑马线）。边界的起点比较低，不一定在最下面（因为斑马线前后都要有直路，斑马线会影响车子前进的方向，车子会抖动）。从下往上找到轨道宽度很窄的地方，超过一定阈值，在最后一个窄的地方记录行数（由于斑马线条纹的原因，轨道宽度会卡在两条条纹之间，比标准轨道宽度小很多）。找到轨道宽度太窄的地方，往上移一行，往下移一行，找到两行的左右边界，把这个区域圈起来，进行跳跃计数。

图解如下

显卡

首先，找到几条连续的车道非常窄的线。找到五条连续太窄的线。从这条线开始，向上找到 15 条线，向下找到 8 条线，并找到这两条线的左右边界。这将划定一个区域半岛·综合体育官网入口，并在该区域中寻找过渡。如果过渡大于某个阈值，则将其视为斑马线。

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);
}

实际使用效果不错，但是边界起点条件可以放宽一些。因为如上图所示，右边可以看到车库BOB半岛·体育在线登录，而且边界起点已经比较高了，所以斑马线可以看得清清楚楚。

调试的时候可以用方框把区域圈出来，实际使用效果如下：

实际使用效果很好

注意，某个地方肯定会有误判。

a84e2c922f4b4e7ba95512a0412fe77d.jpeg

大 S 型转弯误判

大S弯道会出现误判，因为右边的赛道很窄，如果其他条件都满足的话，可以将最长的白色柱子的位置稍微放的居中一点。

方法 3：

这是我后来想出来的一个算法，理论上是可行的，但是因为没时间去实验，所以不知道实际效果怎么样，我写在这里，大家可以自己去尝试一下。

我们在前面的线路检查中已经找到了一个叫最长白色柱的东西。并且把所有列的最长白色柱长度都存储在一个数组中。

我们来看看斑马线的实际照片吧。

469fd47b2f144bcca9f885eb66bfe705.jpeg

斑马线

我们是否可以将最长的白色柱子理解为从下到上的边界？

最长的白名单显示含义

1bbc95992ca3493d8e74ceb6203c2d56.png

垂直边界图

那么，过度的纵向撕裂能被认为是斑马线吗？

我觉得是可以的，要看具体情况，我只是提出一个想法。

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;
    }
}

注：很多同学说车识别了斑马线但是不停，问我为什么。

说实话，我从未见过你的车、你的图片或你的代码。如果你问我为什么，我真的不知道。以下是一些故障排除思路。

元素之间有没有互相排斥？有没有可能识别到斑马线后，小车刹车，但是过了斑马线后看到直路又开始加速？刹车程序是否正常？pid写得好不好？可以试试把pid期望值设为0，把小车放到赛道上，用手推，小车会有明显的车轮抱死的感觉，阻力很大。如果不是，请考虑pid的问题。是不是控制上给pid期望值设为0，但是其他地方直接操作pwm输出，导致直接操作pwm的地方覆盖了pid输出，导致刹车失效。另外建议所有速度和pwm输出都使用统一接口，统一控制，否则这里判断，那里修改，pid看到斑马线刹车，但是其他地方控制加速，导致冲突。1.3注意事项

出货无需特殊处理，但进货需特殊处理。

进入停车位的时候看到斑马线后直接拐弯，然后积分停车即可。

有个技巧，就是在设定出口方向的时候，同时准备好入口方向。如果赛道是环形赛道，那么从左边出去就必须从左边进去。从右边出去也是一样。所以当我看到斑马线的时候，出口就在左边，所以我可以直接左转，而不用判断左边还是右边的车库。

出站和入站方向之间的关系

这样就只需要判断斑马线了，不需要判断左右仓库了。

上述方法还是有缺陷的，因为从看到斑马线到拐弯需要时间，中间的延迟需要考虑。最好的方法是先找到斑马线区域，以斑马线区域为参考，找到车库的拐弯点，然后添加线进入车库。

在第18届赛车比赛之前，汽车不需要停车，只要停在斑马线后面1米以内就可以了。我没有采取下一步行动，我希望继续我的研究。

二、三叉

三重叉是一个非常有意思的元素，它的出现直接让16号比赛从一圈变成了两圈，圈数的增加直接导致失误率的急剧上升，对车模稳定性的要求也大大提升。

三叉戟的理论图如下

af32bdfac62d4487ba6fe78eb46a8e8c.png

三叉戟

三叉智能车实拍照片如下

82f0c959be4c4c36835a2c999fb18da9.jpeg

从智能汽车角度看 Trident

由于第18节中没有这个元素，所以我就不分享代码了

仅进行思想分析

边界起点较低，左右两侧有单调转折点，单调转折点纵坐标几乎相同，最长白色柱经历了V形过程，先减小后增大，同时找到最长白色柱的最低点，用它填充线条，从左侧或右侧单调转折点连线到顶部V形的底边

9f476dece90c459e995a4f74339b5256.png

三叉戟中最长的白色柱

c350b8013b78432ab3c32e68811944c6.jpeg

进入三管齐下的路线

进入三叉戟和退出三叉戟的图形基本相同，判断条件也相同。

由于历史太久远，我没有任何图片，所以我就不展示那三个岔路了。

建议三岔可以创建一个状态机。

状态 1：第一次看到这种情况时，你认为自己正在进入三叉路。状态 2：尖角消失，你认为自己在三叉路内。状态 3：再次看到相同的尖角，你退出三叉路。

字母“T”就更不吉利了，在十七次会话中只出现了一次。

a1d1ee016a54493fb48aa50f79199bec.png

T形图

实际图片如下

7397af5e11f046358589fd61101d9167.jpeg

T型实拍

关键词：

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