人工智能 机器学习 基于STM32和K210的自动驾驶小车设计

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

前言

        自动驾驶技术正在迅速发展，成为了汽车行业和智能交通领域的热点之一。随着科技的发展，STM32和K210这两款芯片为自动驾驶小车提供了优秀的硬件支持。本文我们将学习如何使用STM32和K210打造一个简单的自动驾驶小车。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、准备工作

        要构建自动驾驶小车，您将需要以下硬件和软件：

STM32单片机开发板（例如STM32F4或STM32F7系列）K210开发板（例如Sipeed MAIX BiT）智能车底盘小车电池组驱动器（例如L298N驱动模块）电机（直流电机或步进电机）轮子电池盒和电池高清摄像头模块USB-TTL转换器

        安装并配置好STM32和K210的开发环境，保证能够编译和下载代码到这两个板子上。我将在本文中使用Keil MDK开发环境编写STM32的代码，并使用MaixPy开发环境编写K210的代码。你也可以选择你熟悉的其他开发工具。

二、基础电路设计

        下面是一个基本的电路设计，我们将使用STM32来控制电机驱动器，通过PWM信号来调节电机的速度和方向。K210将负责图像处理和机器学习任务，我们将使用它来识别和跟踪道路标线。       

代码如下（示例）：

+--------------+                +--------------+                +--------------+

|              |                |              |                |              |

|    STM32     |                |     K210     |                |    L298N     |

|              |                |              |                |   电机驱动  |

+------+-------+                +-------+------+                +------+-------+

       |                                 |                               |

       |                                 |                               |

       |         +--------------+        |       +--------------+       |

       +-------->|     PWM    |<-------+       |     PWM   |<-------+

                 +--------------+                +--------------+

                 |              |                |              |

                 |  L298N 输入 |                |  L298N 输入 |

                 +------+-------+                +------+-------+

                        |                                |

                        |                                |

                        |            +-------------------+

                        +----------->| 直流电机    |

                                     +-------------------+

                                     |                   |

                                     |     车轮        |

                                     |                   |

                                     +-------------------+

三、STM32相关代码

        首先我们来编写STM32的代码。下面是一个简单的例子，我们通过PWM来控制电机的速度和方向。

#include "stm32f4xx.h"

#include "stm32f4xx_hal.h"

void initPWM() {

HAL_Init();

__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

TIM_HandleTypeDef tim;

GPIO_InitTypeDef gpio;

gpio.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5;

gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

gpio.Pull = GPIO_NOPULL;

gpio.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;

gpio.Alternate = GPIO_AF2_TIM3;

HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio);

tim.Instance = TIM3;

tim.Init.Period = 1000;

tim.Init.Prescaler = (HAL_RCC_GetPCLK1Freq() / 10000) - 1;

tim.Init.ClockDivision = 0;

tim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

HAL_TIM_PWM_Init(&tim);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_1);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_2);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_3);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_4);

}

void setMotorSpeed(int channel, int speed) {

TIM_HandleTypeDef tim;

tim.Instance = TIM3;

HAL_TIM_PWM_Stop(&tim, channel);

switch (channel) {

case TIM_CHANNEL_1:

tim.Init.AutoReloadPreload = speed;

HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&tim, &sConfig, TIM_CHANNEL_1);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_1);

break;

case TIM_CHANNEL_2:

tim.Init.AutoReloadPreload = speed;

HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&tim, &sConfig, TIM_CHANNEL_2);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_2);

break;

case TIM_CHANNEL_3:

tim.Init.AutoReloadPreload = speed;

HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&tim, &sConfig, TIM_CHANNEL_3);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_3);

break;

case TIM_CHANNEL_4:

tim.Init.AutoReloadPreload = speed;

HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&tim, &sConfig, TIM_CHANNEL_4);

HAL_TIM_PWM_Start(&tim, TIM_CHANNEL_4);

break;

}

}

四、K210相关代码

        接下来是K210的代码。K210将负责读取图像并执行机器学习算法，以决定小车的行动。

from machine import I2C

import time

i2c = I2C(I2C.I2C0, freq=400000, scl=30, sda=31)

kpu = KPU()

kpu.init_yolo2(task_fd, 0.5, 0.3, 5, i2c)

while True:

img = sensor.snapshot()

face = kpu.run_yolo2(task_fd, img)

if face:

# TODO: Do something based on the face detection

pass

kpu.deinit(task_fd)

time.sleep(0.5)

总结

        通过这篇文章，掌握了如何使用STM32和K210构建一个简单的自动驾驶小车。通过了解基本的电路设计，并编写了STM32和K210的代码。通过这个例子，可以更好地理解如何在嵌入式系统中使用STM32和K210，以及如何实现自动驾驶小车的简单功能。

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