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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

开源链接写在下面

https://gitee.com/joshua_xu/the-18th-smartcarhttps://gitee.com/joshua_xu/the-18th-smartcar

一、软件

1.状态机

状态机机制是很有用的一种软件设计。

我在代码中基本每个元素都使用了状态机。比如环岛9个状态的转换；坡道的上坡，坡中，下坡；横断的打角，反打脚，自动控制，回归正常；甚至整车发车过程，出库打角，充电，充电完成后正常寻迹，看到斑马线停车。

整个车模运行过程其实就是一个大状态机，在这个大状态机种又套着元素状态机。

这样有个好处，可以做到元素互斥。我可以清楚的知道当前是什么元素，是什么状态，即将进入什么状态，需要什么条件。也可以根据元素进行特殊的控制方式，比如减速，更换pd系数。

状态机更新条件一般是定时器计时，编码器积分，陀螺仪积分

参考代码在下面。

//横断路障处理区
//下面这段代码位于50ms中断中
        if(Barricade_Flag!=0)
        {
            if(Barricade_Flag==1)
            {
                count_50ms=0;
                encoder_accu=0;//清干净，为后续积分准备
                Barricade_Flag=2;
            }
            else if(Barricade_Flag==2)//2状态向右打角，同时计时
            {
                count_50ms++;//计算时间
                if(count_50ms>=5)//打角计时和积分都可以，看自己选择
                {
                   count_50ms=0;
                   Barricade_Flag=3;
                }
            }
            else if(Barricade_Flag==3)
            {
                count_50ms++;
                //encoder_accu+=Speed_Right_Real;
                if(count_50ms>=10)
                {
                    count_50ms=0;
                    Barricade_Flag=4;
                }
            }
            else if(Barricade_Flag==4)//4自由寻迹归正
            {
                encoder_accu+=Speed_Right_Real;
                if(encoder_accu>=1500)
                {
                    encoder_accu=0;
                    Barricade_Flag=0;
                }
            }

2.代码规范

做智能车是写代码，写代码就需要有良好的编程习惯。

我现在也上班了，在公司做开发，写代码都需要遵循代码规范的。包括命名规范，函数层次要求，注释规范等。

不然你的代码传下去别人无从下手，看不懂，后人就会在背后骂你（狗头）。

这里我建议各种变量尽量用结构体。建议每个元素开一个元素结构体，结构体里面再放各种使用变量，如状态，计时，积分，角点位置等，这样就不用每个.c文件开头50行全是密密麻麻的全局变量。

注释，注释更是必须的。虽然有说法说：优雅的代码不需要注释。显然大部分人没有这么优雅的能力。那就老老实实写注释，每个函数的作用，参数传递要求，包括函数数组等数据越界保护，都写清楚，能想到的问题都做个处理，mcu不差你那一点算力。不要等到出问题了，找半天找不出来bug。

3.图传

这里建议调摄像头车的各位朋友尽量记录车子跑车时候的图片，可以使用图传，sd卡等。实时记录车子的图像，有些时候靠手推车不能很好的还原当时的问题，使用图传，sd卡就可以知道车子在那时看见了什么。

要是能有pc平台能够运行车子里的代码，在电脑上查看各种变量信息就更好了。

可惜找了许多上位机，没有完全满足我要求的。各位要是有能力的话自己写一个，这对调车非常有帮助。写出来代码在仿真环境里面跑一遍，再上车跑。车上出现的问题找出实际的图像，再放回仿真里面解决问题，这对图像处理用处非常之大。

我曾经使用的是b站up主满心欢喜大佬的绉吾图传，不过现在大佬已经关闭服务器不再更新，此图传也无法使用了，在这里本人感谢大佬的图传，对我的调车有着非常大的便利。祝大佬学业有成，工作顺利。

4.UI

由于18届比赛不设置试车时间，初赛直接开始跑，如果下代码的话会比较浪费时间。

建议写个ui，将发车方向，各种速度，横断方向，pd系数，电感参数都显示在屏幕上，根据实际情况调整各种参数。把参数存到flash中，掉电不丢失。

5.程序架构层次

想好车子要实现那些功能，中断放什么东西，while放什么东西。

图像判断里面谁在前，谁在后；控制里面，谁先处理，谁在后面，前期规划的好，后期修改代码可以省很多心。

智能车主要是两个环，速度环和方向环。

速度环进行速度控制，执行机构往往是电机，控制源头为速度决策，而速度决策源于内部控制算法。

方向环进行方向控制，执行机构可能是舵机，也可能是串级PID进行电机差速控制。方向环往往来源于摄像头，电磁，声音，信标，陀螺仪等各种各样的外设，他们拿到数据，最终会给一个方向值，进行方向控制。

这里建议四轮车这样的设备，速度环，方向环输出放在定时器中，保证每次控制输出定时进行，图像处理在main中进行，因为图像处理时间不固定，有可能这次进到环岛，图像处理时间变长，不便于定时处理。

输出放在定时器中，但是速度决策，方向决策放在main中，通过若干全局变量将值传出去，速度环方向环读取各自期望值即可。

6.Debug

上班之后发现debug是真的好用，在一些地方打上断点，单步运行，分析程序情况，查看相关变量，简直不要太舒服。

大家在遇到问题的时候，可以尝试用debug试一下。看看变量都是什么情况，走了哪个if，或者进到了哪些地方。debug可以直接看代码跑到哪里去了，这里非常推荐debug。

二、硬件

因为我是做软件的，对硬件的要求就行希望软硬两个人可以相互交流。

主要交流接口位置，引脚情况，以及使用过程中各种问题。

最后就是硬件越早出板越好，这样有更长的时间进行测试。测试的越多，肯定稳定性越高。

三、赛道

1.设计规范

这里分享下我收集到的这几年的官方赛道设计图。

另外据我观察，智能车几大赛区省赛的赛道都是一样的，区别不会太大。

所以大家可以打个时间差，看看哪个赛区最早开赛，看看他们的赛道，参考价值极高。

十五届车赛

参考资料如下：

第十五届全国大学生智能汽车竞赛赛道拼装图_-CSDN博客

2020年智能车竞赛由预赛赛道拼接成决赛赛道的方案_智能车赛道拼接图-CSDN博客

卓大微信公众号

十六届车赛

十六届车赛华南赛区省赛无决赛。

由于种种原因的影响，十六届车赛国赛从线下赛改为线上赛。

赛道变成各个国赛学校赛点自行设计，无统一设计。

十七届车赛

又是因为众所周知的原因，十七届省赛改成抱团组队线上赛。

组委会公布赛道，多所高校抱团组成赛点，共同使用一套场地进行比赛。

十七届智能车竞赛线上比赛赛道长度是多少？-CSDN博客

十七届省赛线上赛赛道卓大说27.1米，某商家说27.8米，各位自行计算吧。

十七届国赛分为线上赛和线下赛，线上赛还是跑的上面的赛道，多跑一圈而已。

线下赛在南京工程大学，赛道设计如下：

第十七届全国大学生智能车竞赛总决赛线下赛道设计-CSDN博客

实际图我手头没存，各位去b站搜索吧。（但据我肉眼观测实际图和设计图貌似不太一样）

十八届车赛

华南是最早比赛的一个，其他赛区赛道和华南略有区别。

由于线下赛的惨烈性，完赛率极低。据我所知，各个赛区没有设置单独的决赛赛道，大家还是预赛赛道稍微修跑改一下再一次。

十八届华南赛区决赛赛道是将横断去掉，换成一个坡道。

也就是说十八届华南决赛是有两个坡道，没有路障。

十八届国赛初赛和决赛赛道见上，看起来就就很难。

2.铺设规范

建议按照标准铺设规范来，某飞家铺设规范在下面，大家参考。

智能汽车竞赛室内赛道铺设方法演示视频z

这里做一个提示，在铺设电磁线时候，白色绝缘胶不要绷的太死，不然第二天会全部崩开的。

轻轻的放在电磁线上，用手压紧就好。

反例见下图。

四、交流

智能车比赛是个很复杂的比赛，涉及到方方面面，一个学校能做到的其实有限，我希望大家合作交流。

我们在备赛期间也向附近学校进行了交流，他们也热情的接待了我们。就是这样的相互交流，互换赛道跑车可以更好的检验车子的稳定性，有问题大家可以简单的交流分析，交流设计方案设计想法。

赛场上我们是对手，赛场下我们是朋友。

五、技术报告

下面是我收集到的从第14届智能车比赛，一直到18届智能车比赛的技术报告。

大家可以自由下载，链接失效在评论区和我说即可，我看到后会及时更新的。

（2024年7月9日已更新）

链接：https://pan.baidu.com/s/19-oFlO4pTXTYNmPwDAUDQw?pwd=exql
提取码：exql

希望能够帮助到一些人。

本人菜鸡一只，各位大佬发现问题欢迎留言指出。