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这次电赛题目选的简单了,还规定不能使用到摄像头,这让我之前学习的Opencv 4与树莓派无用武之地了,但我当时对于三子棋题目饶有兴趣,但架不住队友想稳奖,只能选择这个H题了......
之后我还想抽空将这个E题三子棋题目做做,写篇博客实现一下......
这篇文就将一些过程中 遇到的问题 与 可能的解决法 讲一下.....
目录
MSPM0G3507库函数问题与修改:
端口状态读取函数问题:
串口接收函数存在强制类型转换:
汇编文件定义的数据处理栈过小:
直流电机干扰磁场:
题目思路:
PID角度惯导:
PID角度惯导视频:
第一题:
第一题视频:
第二题:
第二题视频:
第三题:
第三题视频:
主函数与状态安排:
网上查阅资料贴出:
MSPM0G3507库函数问题与修改:
端口状态读取函数问题:
在尝试通过读取引脚高低电平来获取八路寻迹的端口状态时,发现它的引脚读取函数设计有些奇特,返回值不是类似于STM32的那种0和1,
我们发现 DL_GPIO_readPins(GPIOA, DL_GPIO_PIN_15) ,低电平就返回0,而高电平返回的不是1,而是引脚的编号......
串口接收函数存在强制类型转换:
在使用串口时发现 STATIC INLINE uint8 t DL UART receiveData(UART Regs *uart)
存在强制类型转换的现象:
这会将十六进制发送过来的数据强制转换为0~255的十进制数据,这是个多此一举的冗余步骤
随后去掉了这个强制类型转换:
汇编文件定义的数据处理栈过小:
在进行串口与数据接收时,我写了一个函数用于解算数据包以及计算角度,没想到在进行通信测试时,串口一直没有执行printf返回给上位机任何数据,后来才发现是在解算步骤卡住了:
以下是我解算JY901B陀螺仪 数据包定义的数据变量与函数,该函数在串口中断中调用:
数据变量:
最终结算好的数据存在了float Angle_R[3];中
#include <string.h>uint8_t RX_BUFFER[10];typedef struct {float angle[3]; }Angle;struct SAngle//角度 {short Angle[3];short T; };struct SAngle stcAngle; float Angle_R[3];void JY901_Process(uint8_t RxData);
函数:
void JY901_Process(uint8_t RxData) {static uint8_t state=0;static uint8_t bufsize=0;switch(state){case 0://搜索到帧头if(RxData==0x55) { state=1;}else state=0;break;case 1://搜索到角度帧if(RxData==0x53) { state=2;}else state=0; //否则重新搜素break;case 2:RX_BUFFER[bufsize]=RxData;bufsize++;if(bufsize==9){state=3;bufsize=0;}break;case 3:memcpy(&stcAngle,&RX_BUFFER[0],8);for(uint8_t j = 0; j < 3; j++){Angle_R[j] = (float)stcAngle.Angle[j]/32768*180;}state = 0;break;}}
随后为了解决这个问题,将汇编文件的栈大小进行了修改:
修改后:
直流电机干扰磁场:
中途发现陀螺仪存在左右飘逸的现象,起初怀疑是直流电机磁场对它有影响,就将直流电机的外壳接地了,结果发现影响更大了,就不在接地了.....
题目思路:
PID角度惯导:
这是将电机速度闭环之后,再对角度闭环的结果:可以使小车保持在一个角度:
//用于初始化pid参数的函数 void PID_Init(PID *pid, float p, float i, float d, float maxI, float maxOut) {pid->kp = p;pid->ki = i;pid->kd = d;pid->maxIntegral = maxI;pid->maxOutput = maxOut; }//进行一次pid计算 //参数为(pid结构体,目标值,反馈值),计算结果放在pid结构体的output成员中 void PID_Calc(PID *pid, float reference, float feedback) {//更新数据pid->lastError = pid->error; //将旧error存起来pid->error = reference - feedback; //计算新error//计算微分float dout = (pid->error - pid->lastError) * pid->kd;//计算比例float pout = pid->error * pid->kp;//计算积分pid->integral += pid->error * pid->ki;//积分限幅if(pid->integral > pid->maxIntegral) pid->integral = pid->maxIntegral;else if(pid->integral < -pid->maxIntegral) pid->integral = -pid->maxIntegral;//计算输出pid->output = pout+dout + pid->integral;//输出限幅if(pid->output > pid->maxOutput) pid->output = pid->maxOutput;else if(pid->output < -pid->maxOutput) pid->output = -pid->maxOutput; }//首先定义PID结构体用于存放一个PID的数据 typedef struct {float kp, ki, kd; //三个系数float error, lastError; //误差、上次误差float integral, maxIntegral; //积分、积分限幅float output, maxOutput; //输出、输出限幅 }PID;PID mypid = {0}; //创建一个PID结构体变量 PID_Init(&mypid, 1.5, 0, 3, 80, 100); //初始化PID参数
角度PID计算惯导部分:
char imu2(float angle) {char flag = 0;float chazhi_angle;chazhi_angle = fabs(Angle_R[2] - angle);targetValue=angle;float feedbackValue = Angle_R[2]; //这里获取到被控对象的反馈值PID_Calc(&mypid, targetValue, feedbackValue); //进行PID计算,结果在output成员变量设定执行器输出大小(mypid.output);SPEEED[0]=mypid.output;SPEEED[1]=mypid.output*(-1);SPEEED[2]=mypid.output;SPEEED[3]=mypid.output*(-1);I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动if(chazhi_angle<3) {return 1;}return 0; }
PID角度惯导视频:
PID角度惯导视频
第一题:
就将小车四个电机闭环,保持同速即可,使用状态机的思维去写的,写一个状态就测试一次小车的具体运行程序结果,看是否需要添加或修改其余传感器逻辑......
这里我有个空闲状态,一旦切换到空闲状态,小车就会对0度进行角度惯导......
//任务1
void TASK_1(void)
{GET_FTT_PORT_status();if(DL_GPIO_readPins(GPIOA, DL_GPIO_PIN_16)==0){beep(1);led(1); delay_ms(10); beep(0);led(0);status1 =1;status3=99;}//选择状态进入switch(status1){case 0:target_angle_F=1;target_angle=0;system_idie_state(); break; //系统空闲状态:case 1: //无脑直线 //GET_FTT_PORT_status();target_angle_F=0;target_angle=0; SPEEED[0]=45*(-1);SPEEED[1]=45;SPEEED[2]=45;SPEEED[3]=45*(-1);I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动//任意检测到线if(L1==1 || L2==1 || L3==1|| L4==1|| L5==1|| L6==1|| L7==1|| L8==1){SPEEED[0]=0;SPEEED[1]=0;SPEEED[2]=0;SPEEED[3]=0;I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);status1=0;}break;}
}
第一题视频:
2024电赛自动行驶小车(H题)_第一问
第二题:
这题的A->B部分就是先靠PID直线,然后巡线,然后想办法通过陀螺仪反馈使小车转到差不多180度的位置,陀螺仪因为读取方式不同,其实转到180度正还是不容易的......
然后我定的是-178度位置,为了防止它缓慢偏出线,我又增加了179的惯导在直行的逻辑中,(但这样简单粗暴的添加使得我的小车挺抖......)
//任务2 不许删动 //放置时 先正放再 向左边斜放 void TASK_2(void) {GET_FTT_PORT_status(); //获得巡线返回if(DL_GPIO_readPins(GPIOA, DL_GPIO_PIN_15)==0){ beep(1);led(1); delay_ms(10); beep(0);led(0); status2=1;status1=99;status3=99;}switch (status2){case 0:system_idie_state(); break;case 1://A->B 无脑直线 target_angle_F=0;//imu2(0); //惯导直行SPEEED[0]=45*(-1);SPEEED[1]=45;SPEEED[2]=45;SPEEED[3]=45*(-1);I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动//任意检测到线if(L1==1 || L2==1 || L3==1|| L4==1|| L5==1|| L6==1|| L7==1|| L8==1){beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);status2=2;status=1;}break;case 2://B->C 巡线 FTT_judge_status();//判定巡线系统状态target_angle_F=0;// //先清零系统预设方向status_Direction=0;//八路寻迹判断系统状态,一般会传给status_Direction数值FTT_judge_status();//选择状态进入switch(status){case 0:system_idie_state(); break; //系统空闲状态:case 1:system_follow_straight();break; //系统直线寻迹状态(可带小弧度偏转) case 2:system_Turn_left(); break; //小车左转调整状态case 3:system_Turn_right(); break; //小车右转调整状态//case 4:system_stop(); break; //停车} //已经到C了if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 &&(fabs(Angle_R[2]+180)<=15)){beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);//imu2(-60); //偏正//targetValue=-44;target_angle_F=0;while(imu2_my(-175)==0)status2=3;status=0; }//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0){//imu2(-120); //惯导偏正(向右) system_Turn_right();} break;case 3://C->D 无脑执行imu2_my(-177); //惯导直行 175SPEEED[0]=45*(-1);SPEEED[1]=45;SPEEED[2]=45;SPEEED[3]=45*(-1);I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动//任意检测到线if(L1==1 || L2==1 || L3==1|| L4==1|| L5==1|| L6==1|| L7==1|| L8==1){beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);status2=4;status=1;}break;case 4://D->A // //先清零系统预设方向status_Direction=0;//八路寻迹判断系统状态,一般会传给status_Direction数值FTT_judge_status();//选择状态进入switch(status){case 0:system_idie_state(); break; //系统空闲状态:case 1:system_follow_straight();break; //系统直线寻迹状态(可带小弧度偏转) case 2:system_Turn_left(); break; //小车左转调整状态case 3:system_Turn_right(); break; //小车右转调整状态//case 4:system_stop(); break; //停车} //已经到A了if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 &&(fabs(Angle_R[2])<=22)){SPEEED[0]=0;SPEEED[1]=0;SPEEED[2]=0;SPEEED[3]=0;I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);target_angle_F=0;target_angle=0;while(imu2_my(0)==0) //偏正status=0;status2=9;status1=0;}//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 && Angle_R[2]>0){system_Turn_right();//惯导偏正(向右)}//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 && Angle_R[2]<0){//imu2(10); //惯导偏正(向右)system_Turn_right();}break;} }
第二题视频:
2024电赛自动行驶小车(H题)_第二问
第三题:
第二题会做,这题其实也没问题...
//任务 3 void TASK_3(void) {if(DL_GPIO_readPins(GPIOA, DL_GPIO_PIN_14)==0) {beep(1);led(1); delay_ms(10); beep(0);led(0); status3 =1;status2=9;status1=9;}switch(status3){case 0:system_idie_state(); break;case 1://A->C 惯导后直线行驶target_angle=-33;//target_angle_F=0;while(imu2(-33)==0)status3=2;break;case 2://imu2(-37);//targetValue=-10;target_angle=-33;SPEEED[0]=55*(-1);SPEEED[1]=55;SPEEED[2]=55;SPEEED[3]=55*(-1);I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动//任意检测到线if(L1==1 || L2==1 || L3==1|| L4==1|| L5==1|| L6==1|| L7==1|| L8==1){beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);target_angle=0;status3=3;status=1;status2=99;status1=99;} break;case 3://C-> B// //先清零系统预设方向status_Direction=0;//八路寻迹判断系统状态,一般会传给status_Direction数值FTT_judge_status();target_angle_F=0;//选择状态进入switch(status){case 0:system_idie_state(); break; //系统空闲状态:case 1:system_follow_straight();break; //系统直线寻迹状态(可带小弧度偏转) case 2:system_Turn_left(); break; //小车左转调整状态case 3:system_Turn_right(); break; //小车右转调整状态//case 4:system_stop(); break; //停车} //已经到B了if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 &&(fabs(Angle_R[2])>=156)){beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);//while(imu2(-148)==0) //偏正status=0; status3=4;status2=99;status1=99;}//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 && Angle_R[2]>0){system_Turn_right(); //惯导偏正(向右)}//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 && Angle_R[2]<0){//imu2(10); //惯导偏正(向右)system_Turn_left();} break;case 4://调整好角度target_angle_F=0;while(imu2_my(-163)==0)//target_angle=-63;//while(imu2(-63)==0)status3=5; status2=99; status1=99;break;case 5:// B->D target_angle_F=0;imu2_my(-138);system_Turn_left();SPEEED[0]=55*(-1);SPEEED[1]=55;SPEEED[2]=55;SPEEED[3]=55*(-1);I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动//任意检测到线if(L1==1 || L2==1 || L3==1|| L4==1|| L5==1|| L6==1|| L7==1|| L8==1){beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);status3=6;status=1;} case 6 ://D->A // //先清零系统预设方向status_Direction=0;target_angle_F=0;//八路寻迹判断系统状态,一般会传给status_Direction数值FTT_judge_status();//选择状态进入switch(status){case 0:system_idie_state(); break; //系统空闲状态:case 1:system_follow_straight();break; //系统直线寻迹状态(可带小弧度偏转) case 2:system_Turn_left(); break; //小车左转调整状态case 3:system_Turn_right(); break; //小车右转调整状态//case 4:system_stop(); break; //停车} //已经到A了if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 &&(fabs(Angle_R[2])<=22)){SPEEED[0]=0;SPEEED[1]=0;SPEEED[2]=0;SPEEED[3]=0;I2C_Write_Len(MOTOR_FIXED_SPEED_ADDR,SPEEED,4); //控制电机转动beep(1);led(1);delay_ms(15);beep(0);led(0);//target_angle_F=0;target_angle_F=1;target_angle=0;while(imu2(0)==0) //偏正status=0; status3=7;status2=9;status1=0;}//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 && Angle_R[2]>0){system_Turn_right();//惯导偏正(向右)}//有可能是巡线时遇到调整角度黑线在夹缝 else if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0 && Angle_R[2]<0){//imu2(10); //惯导偏正(向右)system_Turn_right();}break; } }
第三题视频:
这里就直接放第四问的视频了...第四问就是将第三问重复执行4次......
2024电赛自动行驶小车(H题)_第四问
主函数与状态安排:
主函数中有些任务状态变量statusx的初始值并不是0,这是为了防止进入其余状态时执行它的状态0操作(小车惯导0度 )的行为,并且,进入其余状态时,也应合理安排这些状态变量,使其不要互相串搞.....
网上查阅资料贴出:
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