一、项目背景

1、研究内容：

    本项目将操纵智能小车实现迷宫寻宝的功能，该小车由旭日X3派和STM32F103联合实现。主要研究智能小车能够实现前进、后退、左右转、刹车、上坡等功能，同时在底层增加红外模块进行循迹，增加超声波模块进行探测。在项目研究后期，我们将使用二轮电机进行小车的操控，在小车轮子和摄像头上尝试使用舵机。

2、项目特色：综合学习调用蓝牙模块、遥控模块、红外模块、上坡PID算法调节、超声波模块完成小车的完整操作，使用上下位机器协同操作。适用于多场景的小车。

3、研究意义：

    智能小车可以在各种各样的环境下高效工作，这将为人们的生活提供高质量的服务，甚至代替人类去恶劣的环境下完成一些勘测任务，如本项目将要完成的迷宫寻宝任务

4、X3派与STM32连接框架

（1）旭日X3派作为上位机，主要负责摄像头识别、神经网络识别以及算法编写。

（2）STM32作为下位机，主要负责电机控制与模块操作。

（3）旭日X3派和STM32之间通过有线串口连接。

二、STM32部分部分

1、实现对颜色传感器的使用

    颜色传感器用白光照射到物体，物体反射回来的光由红光、绿光、蓝光和清 晰(未滤光)光电二极管吸收，产生光电效应，并且产生光电流，四个积分 ADC 同时将放大的光电二极管电流转换为 16 位数字值。转换周期完成后，结果被传 输到数据寄存器，数据寄存器采用双缓冲方式，以确保数据的完整性。

    TCS3472 光电转换器则是基于此原理的一种颜色传感器。根据该原理即可开始代码实现功能。但在代码移植过程中，发现会在HardFault_Handler中卡死，在此记录debug过程。

    可以看到此时LR寄存器的值为0xFFFFFFF9，表示中断返回时从MSP堆栈恢复寄存器值，中断返回后进入线程模式，使用MSP堆栈（这种用于不使用PSP只使用MSP堆栈的情况）。

    此时继续查看MSP寄存器的值为0x20000468，在Keil菜单栏点“View”——“MemoryWindows”——“Memory1”，在“Address”地址栏中输入MSP的值，然后在对应的行里找到地址。

    在Keil菜单栏点击“View”——“Disassembly Window”，在“Disassembly”窗口中右击，在下拉菜单中选择“Show Disassemblyat Address...”。在弹出框“Show Code atAdress”的地址框中输入地址0x08001448进行搜索，然后就会找到相对应的代码。这里的代码就是进入循环中断之前的情况。

    找到这个地址后，发现前一部分代码与串口有关，就开始仔细排查串口相关代码。修改后可以进入到颜色传感器模块的代码内部，理论上已经可以进行正常颜色识别。但是颜色传感器还涉及接收数据的积分和转换，还需要进一步学习分析。

2、进一步对循迹进行优化

    由于之前的小车在循迹的过程中，会出现一条线上左右抖动，轨迹曲折的情况。为了改善，可以对循迹功能做进一步优化。

    考虑到小车摆动可能是由于巡线过粗，也就是可以认为是传感器之间的距离过小，或者是小车转向速度过快。以上三个条件可以认为等价。在指定赛道的情况下，只能改变后两个变量。所以进行如下改进：

    首先尝试减速后，对于小弯道，小车运动时的波动情况减少，但对于大弯道，整体的运动速度也会减小。对于无时间要求的项目不失为一种选择。然后是增大传感器间距，将两侧红外对管倾斜，这样也会增加传感器之间的等效间距。对于更粗的线条也可以完成循迹工作。

    此外，如果要进一步优化，还可以考虑在小车前后都加装红外传感器，可以使用分立元件，更便于分配。而要想进一步加快速度，还可以改为边转向边前进。

三、旭日x3派部分

利用x3派作为智能小车的控制端，进行串口通信：

1、x3派的usb串口号：

查阅链接：https://developer.horizon.ai/api/v1/fileData/TogetherROS/index.html

使用USB转TTL模块 / 蓝牙模块，将x3派与下位机进行连接。串口号：’ /dev/ttyUSB0 ‘

串口连接时，需要将杜邦线接入开发板接口3，串口USB转接板接入电脑。连接完成后如下图：

串口通信卡顿问题：

在x3派中运行VScode进行串口通信，在等待下位机发送数据之前，需要先将串口缓冲区清理，否则会出现上位机接收不到下位机返回的数据，串口通信卡顿的现象。

下面是我们总结的使用要点：

（1）获取适配器：如果你的X3派设备没有内置串口接口，你需要获取一个适配器。适配器通常是USB到串口的转换器，可以将设备的USB接口转换为串口接口。

（2）连接适配器：将适配器插入X3派设备的USB接口。确保适配器与设备正确连接，以便建立物理连接。

（3）安装串口驱动程序（如果需要）：某些适配器可能需要安装驱动程序才能在设备上正常运行。如果你使用的适配器需要安装驱动程序，请参照驱动程序的安装说明进行操作。

（4）启动串口通信应用程序：在X3派设备上，你需要安装并启动一个支持串口通信的应用程序。这可以是一个终端模拟器应用程序、串口调试工具或其他串口通信工具。你可以通过应用商店搜索相关的应用程序并安装。

（5）配置串口参数：打开串口通信应用程序后，你需要配置串口参数，包括波特率（baud rate）、数据位（data bits）、停止位（stop bits）和奇偶校验位（parity）。这些参数通常在应用程序的设置菜单中找到，你可以根据你的设备和外部设备的要求进行设置。

（6）连接到外部设备：使用合适的串口线缆，将适配器的串口接口与外部设备的串口接口连接起来。确保连接正确、牢固。

（7）进行串口通信：一旦你的X3派设备与外部设备成功连接，并且串口参数正确配置，你就可以开始使用串口进行通信了。你可以发送和接收数据，通过串口与外部设备进行交互。

2、X3派的摄像头开启

开发板USB Type A接口(接口5和6)，支持USB摄像头功能，可自动检测USB摄像头接入并创建设备节点/dev/video8。用户可通过v4l2命令确认USB摄像头工作正常。

运行x3派示例程序，可以更加方便学习如何在x3派中打开摄像头并且完成我们的相关任务。下面是我们总结的使用要点：

（1）打开设备设置：在X3派的主屏幕上，向上滑动或下滑，然后点击设置图标（通常是一个齿轮状图标）来打开设备设置。

（2）寻找摄像头设置：在设备设置界面上，浏览并查找与摄像头相关的选项。通常，摄像头设置可以在"应用"、"隐私"或"设备"等选项下找到。

（3）启用摄像头：在摄像头设置选项中，你应该看到一个开关或复选框，用于启用或禁用摄像头。确保该开关处于打开状态或复选框被选中。

（4）调整其他设置（可选）：某些设备可能允许你进行其他摄像头相关的设置，如分辨率、拍摄模式等。你可以根据需要对这些设置进行调整。

    请注意，具体的步骤可能会因X3派使用的操作系统版本、用户界面或定制设置而有所不同。以上步骤提供了一般性的指导，你可能需要根据你的设备和操作系统的实际情况进行微调。

    另外，如果你想在特定的应用程序中打开摄像头（如照相机应用或视频通话应用），你可以直接打开该应用程序并查找相关的设置选项。通常，这些选项会在应用程序的菜单中或应用程序界面的某个位置提供。

四、整体架构部分

    最终，我们利用STM32和旭日X3派结合，通过45天的开发，构造了一款智能小车。其中上位机部分主要是通过VSCode使用Python语言来编写。通过45天项目的开发，我们充分体验到了X3派的性价比，体会到了HobotCV比Opencv速度更快、效率更高的特点，下图是我们目前构造的智能小车，最前面是摄像头，中间是旭日X3派，后部是STM32主板和自己制作的STM32扩展版。

   同时，我们对迷宫地图进行了识别和找宝藏。最终可以做到地图的快速识别和宝藏的快速寻找。

五、结语

    本篇博客是【高校合作计划之旭日X3派】约定的最后一篇博客。经过【高校合作计划之旭日X3派】活动，我们拿到了一个性价比很高的新板——旭日X3派，并且成功应用到我们本身的项目开发中。非常感谢古月居对我们项目的支持，以及古月居工程师和客服小姐姐在这45天内有关问题的解答。

    虽然活动结束了，但是我们的项目并没有结束，分享也不会结束。如果后续有涉及到旭日X3派的知识想要分享，我们会首选古月居平台进行博客撰写和知识分享~