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2023年01月11日 | 基于STM32的自动跟踪小车
2023-01-11 来源：zhihu
概述
小车外形：
功能简介
利用摄像头识别前车尾部的AprilTag，得到前车位置，传回stm32主控板处理，使两车在行驶时保持恒定距离，实现自动跟车。
openMV4摄像头
1.1 Apriltag识别与串口传输
AprilTag是一个视觉基准库，在AR，机器人，相机校准领域广泛使用。通过特定的标志（与二维码相似，但是降低了复杂度以满足实时性要求），可以快速地检测标志，并计算相对位置。
Apriltag示例：
通过识别Apriltag，可以得到x,y,z三个方向的距离以及偏移角度。这里只需要三维的距离即可，通过串口传回stm32.
STM32主控板（型号为F407）
2.1 时钟与中断配置
附上stm32时钟示意图：
定时器示意图：
定时器分配：
所有时钟初始化的函数：（每个函数的详细内容在后面）
2.2 串口收发与数据处理
串口中断：USART1，USART2
串口初始化函数（以USART1为例）：
串口中断处理函数：
字符串接收与处理（从openMV接收到的数据）：
字符串转化为两位小数浮点数（用于后续PID控制）:
2.3 LCD显示模块
LCD模块用于调试时观察数据，调试完成可以删去，因为显示屏很耗时，使处理速度变慢
驱动函数总览：
TFT屏幕初始化：
字符串显示函数;
2.4 电机、舵机与编码器
定时中断：TIM2，用于修改电机和舵机的PWM占空比
初始化函数：
TIM2中断处理函数：
PWM输出：TIM3（舵机），TIM8（电机）
初始化函数（以TIM8为例）：
编码器初始化函数：
编码器返回速度值：
定时从编码器取数，注意，时间不一样，取回的数值也不一样，取决于实际速度以及编码器线数。这里50ms取一次：
2.5 PID控制
PID库函数：
主函数中的PID调节：
定时器TIM2中断里改变占空比：
电源与电机驱动
3.1 L298N电机驱动板
电源与电机驱动
因为后面两路电机要求同速，故把AB两通道用线短接，用一路PWM控制两路电机。
下面是使用说明：
具体控制代码见上面TIM2中断处理函数中，利用两路定时器轮流输出PWM（另一路为零），即可控制电机正反转。
3.2 LM2596降压模块
手册中的典型连接：
原理图如下：
3.3 电源部分注意事项
1.电池用的是12v航模锂电池，为了防止过放导致电池损坏，必须要在电池输入端加一个电压表模块，如下图：
2.控制部分电源和电机舵机电源分开，因为电机舵机启动时会过大电流，导致电压不稳定，影响芯片供电。这里LM2596给电机供电，一个LM2596给舵机供电，另一个LM2596给单片机和openMV供电。
3.控制电源和电机舵机电源分别加开关，下程序的时候先关闭电机和舵机的电源。因为此时控制器没有给信号，电机和舵机可能会不受控制的运动。
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